UNIVERSIDAD RAFAEL LANDIVAR FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUÍIMICA

“Evaluación de la capacidad instalada y recursos materiales de los laboratorios de Química I y II de la facultad de Ingeniería de la Universidad Rafael

Landívar y elaboración de un manual de prácticas”

Cárcamo Pinto, Aída María Carné 4151691

Guatemala, 1997 Campus Central

I. RESUMEN El estudio del presente trabajo de graduación , se centró en la evaluación de la capacidad instalada y los recursos materiales de los que disponen los laboratorios de Química I y II de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Rafael Landívar. Como capacidad instalada se definió al conjunto del área de trabajo, las instalaciones, las condiciones generales y condiciones de seguridad de los laboratorios. Los recursos materiales incluyen la cristalería, el equipo y los reactivos necesarios para la realización de las prácticas, así como el material didáctico disponible o manuales. No se había efectuado hasta ahora un estudio formal sobre la situación de los laboratorios, sino que solamente intentos aislados que atacan las consecuencias y no las causas verdaderas que originan los problemas en las instalaciones. Este estudio surgió a partir de las malas condiciones imperantes y la insuficiencia de los recursos como efecto del aumento de la población estudiantil. El trabajo consistió en la adecuación de los laboratorios en cuanto a los requerimientos de los estudiantes para desarrollar satisfactoriamente las prácticas en los mismos. El aporte principal se refiere a que a partir de la evaluación realizada, se lleve a cabo un rediseño de los laboratorios para mejorar las condiciones actuales y se aprovechen en forma óptima los recursos así como que la formación de los estudiantes de Ingeniería sea más completa. El primer paso, fue recopilar información bibliográfica acerca de los requerimientos de un laboratorio de enseñanza, tanto en instalaciones como en condiciones de seguridad. Luego, se realizó una visita a los laboratorios de la Universidad Rafael Landívar, los de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia de la Universidad de San Carlos de Guatemala y los de la Universidad Del Valle de Guatemala. En base a estas observaciones se determinó que los laboratorios más completos los posee la Universidad del Valle. Al evaluar las instalaciones, se utilizó una escala de observación con la cual se calificaron por separado los distintos aspectos que conforman la capacidad instalada y los recursos materiales disponibles. Este método proporciona un valor entre 0 y 100, que refleja en forma global el estado actual de las instalaciones. La calificación se basa en la comparación entre las condiciones existentes y las condiciones recomendadas por expertos en diseño de laboratorios. Además de recopilar información bibliográfica, se realizaron entrevistas con personas involucradas en el funcionamiento de los laboratorios de Química de la Universidad de San Carlos y Universidad del Valle. Todo ello, con el fin de tener una perspectiva adecuada de los laboratorios dentro del marco de la realidad nacional. Al evaluar se obtuvo un valor global de 48.9 para la capacidad instalada y 61 para los recursos materiales, lo cual refleja que los laboratorios cumplen únicamente con los requerimientos mínimos imprescindibles y no los óptimos para garantizar un trabajo satisfactorio y provechoso para los estudiantes. Asimismo, se proyectó el número de estudiantes que ingresarán a los cursos de Química I y II si las tendencias de los últimos cinco (5) años se mantienen. Esto pone en evidencia las limitaciones que se tienen para atender a la población creciente de estudiantes. Como principal recomendación, se elaboraró un manual de prácticas para Química I y II, el cual incluye cuatro prácticas de cada curso, es decir, ocho en total, así como normas de seguridad, un reglamento interno, una guía de primeros auxilios y un instructivo para la elaboración del reporte respectivo. Para la realización de este manual, se revisaron una a una las prácticas con las que se ha

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trabajado en el laboratorio los últimos años, esto con el fin de mejorarlas o sustituirlas posteriormente, con base en el contenido programático de los cursos, condiciones del laboratorio y los recursos disponibles en la actualidad. II.- INTRODUCCION

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Los laboratorios de Química de la Facultad de Ingeniería se encuentran localizados en el Campus Central de la Universidad Rafael Landívar y los utilizan los estudiantes de las distintas carreras impartidas en la facultad, principalmente los de Ingeniería Química Industrial. El estudio del presente trabajo está enfocado exclusivamente a los laboratorios de Química I y II, ubicados en el módulo B. En el anexo 1 se puede observar un plano de los salones de los laboratorios. En estas instalaciones se realizan las prácticas necesarias como complemento y refuerzo de la teoría expuesta en las clases teóricas de dichas asignaturas, las cuales son impartidas a los estudiantes que cursan el año común de la carrera. Las instalaciones que en la actualidad albergan los laboratorios de la Facultad de Ingeniería, no fueron diseñadas originalmente para tal fin; por lo que debieron hacerse adaptaciones al lugar. Ya que no existió planificación inicial por parte de la Universidad en cuanto a los requerimientos de los laboratorios. 2.1 ANTECEDENTES DEL PROBLEMA En los últimos años, la situación de los laboratorios de Química General ha sido objeto de críticas y quejas por parte de los estudiantes y de algunos catedráticos, quienes están concientes que los laboratorios ( instalaciones, equipo, personal, administración, horarios, etc.) no cumplen con los requerimientos para proveer un nivel adecuado de enseñanza superior. Hasta antes de la presente investigación, no se había llevado a cabo un estudio completo sobre la situación imperante en los laboratorios, ni del equipo incluyendo la cristalería con que se cuenta para efectuar las prácticas, tampoco lo relativo a las guías para la elaboración de las mismas. Han habido intentos de mejorar los laboratorios, pero éstos se han llevado a cabo en forma aislada, y han dado como resultado que las autoridades no presten el interés debido. Estos intentos se refieren principalmente a la elaboración, por parte de los catedráticos del área, de listados de necesidades para la ejecución de las prácticas. Año con año los laboratorios son abastecidos con los reactivos y materiales necesarios y con nueva cristalería, con el fin primordial de reponer aquello que esté agotado, dañado o deteriorado. Sin embargo nunca se ha hecho un estudio sobre los requerimientos reales basados en la cantidad de alumnos que hacen uso de las instalaciones, con el fin de contar con un plan de abastecimiento que tome en cuenta el incremento de las necesidades. Este aprovisionamiento no se lleva a cabo específicamente para el área de Química General, sino que todos los demás laboratorios de la Facultad hacen uso del total de los suministros. Este proceder se demuestra también con el hecho que únicamente se cuenta con una bodega de dimensiones pequeñas para todos los laboratorios, en la cual se almacenan indistintamente, los reactivos, sin importar su naturaleza y la frecuencia con que se usan , los materiales, el equipo y la cristalería. Desde siempre se han utilizado una serie de guías de laboratorio, que no han sido debidamente estandarizadas, algunas no responden al programa de estudios y otras presentan problemas en su realización; unas son muy elementales, otras demasiado tediosas y complicadas, y por ello no cumplen con su propósito didáctico. Todas estas guías no están recopiladas en un manual formal y la reproducción de las mismas ha corrido por parte de los estudiantes, lo cual provoca retrasos pues los estudiantes suelen llegar a la práctica sin saber exactamente qué hacer.

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En el año de 1, 994 surgió la idea de crear dos manuales, que integraran no solamente las guías para la realización de las prácticas de Química I y II, sino que también los procedimientos generales de trabajo y de seguridad, así como primeros auxilios en caso de accidentes. Por falta de tiempo no se ha concluido dicho manual. Sin embargo, persiste la necesidad de revisar detalladamente las guías existentes para mejorarlas o sustituirlas, de acuerdo a nuevos métodos, equipo disponible y contenido de los cursos. No se tiene conocimiento o información alguna sobre la existencia de un estudio serio acerca de las condiciones que se deben mejorar en las instalaciones de los laboratorios, ni se han desarrollado planes de mantenimiento a largo plazo. Toda esta situación lo único que ha logrado es que no se tenga un presupuesto de parte de la Universidad para el mantenimiento a largo plazo y desarrollo constante de los laboratorios de Química General. Esto viene a desembocar en que exista la falta de aprovechamiento de los recursos existentes. 2.2 CONTEXTO El nivel de conocimiento en el área de Química que poseen los estudiantes al ingresar al año común de la Facultad de Ingeniería es, en general, deficiente. Entre los múltiples factores que intervienen en la mala preparación de los estudiantes, se pueden mencionar la falta de interés y la falta de desarrollo de habilidades y destrezas; así como también la disponibilidad de catedráticos calificados que impartan este curso en los distintos centros educativos a nivel diversificado del país. Son muy pocos los establecimientos que poseen instalaciones de laboratorio de Química y que las utilizan adecuadamente. Frente a esta realidad, los estudiantes se ven limitados a un aprendizaje meramente teórico y su primer contacto con la experimentación química, la tienen hasta llegar a la universidad. El nivel de conocimientos teóricos tampoco es el óptimo, lo cual se refleja fehacientemente en los exámenes de diagnóstico, que fueron sustentados a finales de 1,996 al ingresar a la Facultad de Ingeniería. Obsérvese el anexo 2. Las causas de estos problemas y muchos más, son profundos y antiguos como el sistema educativo mismo del país y están fuera del alcance y del objeto de estudio de esta investigación. 2.3 JUSTIFICACION Año tras año la población estudiantil que ingresa a la Facultad de Ingeniería, aumenta, lo que provoca que los recursos disponibles para la enseñanza teórica y práctica sean insuficientes. Lo anterior, asociado a las malas condiciones imperantes en los laboratorios, hacen necesario un estudio de la situación real comparándola con lo que debiera ser un laboratorio de nivel universitario, el cual garantice las mejores condiciones para que los estudiantes de Ingeniería puedan recibir una preparación eficiente que integre la teoría con la práctica. Las instalaciones actuales de los laboratorios, presentan una serie de deficiencias, en comparación con los laboratorios de las otras universidades de Guatemala. Hasta hace algún tiempo, las prácticas del curso de Química I, no se incluian en un manual formal de laboratorio, con el consiguiente reglamento interno, medidas de seguridad, primeros auxilios, guía para la elaboración de reportes y las prácticas debidamente estandarizadas. Algunas

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de las prácticas que actualmente se realizan no van sincronizadas con la clase teórica. Todas las prácticas necesitan una revisión profunda para su mejoramiento o sustitución, ya que muchas de las mismas no complementan lo visto en clase. Generalmente los estudiantes no cumplen estrictamente el reglamento de orden y disciplina en la realización de las prácticas. El horario previsto para la realización de las prácticas se complica debido a la gran cantidad de alumnos que cursan la clase, la capacidad de los salones, la disponibilidad de catedráticos y restricciones por otras asignaturas. Con la elaboración del manual se pretende no solamente uniformar y mejorar las prácticas, sino que también, bajo las circunstancias existentes de sobrepoblación estudiantil, tener un mayor control, orden y disciplina en el área de laboratorios. III. MARCO TEORICO Se presentan a continuación aspectos relacionados con el diseño y la administración de laboratorios de Química para enseñanza superior, según autores distintos.

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3.1 SERVICIOS NECESARIOS PARA EL LABORATORIO DE QUIMICA GENERAL Existen diversas opiniones respecto a los principales servicios que necesita un laboratorio de Química General y la forma en que deben manejarse. Básicamente cada alumno debe contar con agua y gas en su mesa de trabajo. Deben existir por lo menos dos tomas de gas, ya que algunos experimentos necesitan dos mecheros. Se necesita agua caliente para lavar la cristalería, pero no es necesario que se proporcione a cada mesa. Dos o tres tomas son suficientes para un laboratorio pequeño. (3) El agua destilada es indispensable, pero para su uso económico, debe dispensarse de uno o dos lugares en cada laboratorio. Debe existir un pequeño drenaje debajo de la toma de agua destilada para recoger el derrame inevitable del líquido. El agua destilada puede ser conducida a través de tubería, ya sea de estaño o de aluminio. (3) Existe división de criterios respecto a los drenajes, en cuanto a la necesidad de que cada alumno esté al lado de uno o si es mejor tener el desagüe al final de la mesa. La mayoría de maestros de Química General opinan que es mejor tener un drenaje para cada alumno, aunque será indispensable considerar el espacio disponible. (3) El vacío es necesario en pocos experimentos, pero debe haber por lo menos una toma de él o algún medio de producirlo en cada mesa. Un sistema de tuberías con un compresor central que conduzca vacío a cada mesa es ideal, pero no se justifica si se trata de laboratorios pequeños o aislados. Es mejor si forma parte de una red global que abarque laboratorios superiores. Si no se tiene ese sistema, los aspiradores o bombas de vacío en buenas condiciones satisfacen esta necesidad. (3) La corriente directa de una fuente de bajo voltaje y elevado amperaje es únicamente necesaria para experimentos de electrólisis y transferencia de iones. Ya que estos experimentos constituyen una pequeña proporción del programa, es dudoso considerar la existencia de un suministro de este tipo de corriente en cada mesa, pero indudablemente sería muy conveniente si se tuviera. La instalación de cuatro tomas de corriente directa por laboratorio, es generalmente suficiente. (3) Las campanas de laboratorio se dividen en dos tipos: individuales, que son pequeñas y están colocadas directamente al lado de cada mesa y las campanas de pared, que generalmente son suficientes para acomodar a varios alumnos a la vez. En Química General se prefiere el uso de las campanas individuales, ya que evitan la movilidad de los alumnos y el desorden. Sin embargo, son obviamente más caras, aunque el costo a la larga se justifica. Las campanas de cada módulo están conectadas por medio de un suministro central de aire que va por debajo de las mesas y tienen un conducto común de expulsión de gases. Para las campanas se cumple la teoría que dice que un volumen pequeño de aire a alta velocidad, proporciona una ventilación más efectiva que un volumen grande a baja velocidad. Si se dispone de campanas de pared, deben estar colocadas en lugares estratégicos a lo largo de todo el salón, para que así los estudiantes no tengan que movilizarse demasiado para llegar hasta ellas. El tráfico de personas debe ser disminuido al mínimo, ya que causa desorden y distracciones. (3) Las principales funciones de las campanas de extracción son: capturar, contener y expulsar las emisiones generadas por las operaciones efectuadas dentro de ellas. Las campanas son evaluadas en términos de la velocidad de ingreso, la cual se define como la velocidad del aire en pies por minuto en una dirección perpendicular al plano de la abertura de la campana. Las velocidades de

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ingreso recomendadas son de 100 a 150 pies por minuto, lo cual depende de si el uso de las campanas es para operaciones de rutina o para trabajos peligrosos. (14) Las operaciones de rutina son las que utilizan químicos de baja toxicidad o pequeños volúmenes de moderada toxicidad. Un compuesto de baja toxicidad es aquel cuya concentración máxima permitida en el aire es de 500 ppm o más, los moderadamente tóxicos, de 100 a 500 ppm. Las operaciones peligrosas son las que utilizan grandes cantidades de compuestos moderadamente tóxicos, cualquier compuesto con un límite de concentración en el aire menor que 100 ppm o cualquier agente carcinógeno. (14) El éxito de cualquier campana de extracción depende de un flujo de aire no restringido y de su ubicación dentro del salón del laboratorio. Las campanas no están diseñadas para el almacenamiento de sustancias químicas y no funcionan adecuadamente cuando están ubicadas muy cerca de ventanas, puertas y cualquier otra restricción física. (14) El flujo de aire es afectado desfavorablemente cuando el motor de la campana es débil, cuando las aspas del ventilador han sido corroídas por los gases y vapores, cuando el aire de reposición no es suficiente o cuando los ductos están obstruidos. La eficiencia de captura de las emisiones depende de la velocidad de ingreso, pero también de otros factores como el paso de las personas frente a las campanas. (14) A pesar de que las campanas son generalmente consideradas como dispositivos para controlar las concentraciones de vapores tóxicos, pueden servir también para diluir y expulsar las emisiones de vapores inflamables. Las campanas de uso general no deben ser utilizadas para operaciones muy especializadas, materiales altamente tóxicos o radiactivos. Para esos casos se requieren diseños especiales. (14) En los laboratorios de enseñanza, sucede comúnmente que los estudiantes manifiestan una actitud de desperdicio en cuanto a los servicios del laboratorio. El dejar encendidos los mecheros cuando no se necesitan, el abuso del agua destilada y la negligencia para apagar luces innecesarias, son ejemplos de este comportamiento. Con una supervisión adecuada, la mayoría de estos desperdicios se pueden prevenir. (8) El arreglo de los servicios del laboratorio debe ser suficiente para las necesidades presentes, sin olvidar los requerimientos en el futuro. La necesidad de éstos aumenta con el tiempo. Varios de los servicios necesarios pueden ser distribuidos a través de tuberías, pero con excepción del agua, gas, electricidad y posiblemente vapor, las ventajas de los sistemas de tuberías se deben estudiar detenidamente, considerando las limitaciones que se tengan.(8) 3.1.1 ARREGLO GENERAL DEL LABORATORIO: Es de común acuerdo que un laboratorio de Química General no debe exceder de 24 alumnos por sección siempre y cuando haya más de un supervisor, así que los laboratorios deben ser diseñados para acomodar 24 estudiantes o un múltiplo de este número. Los laboratorios grandes, proporcionan una mejor utilización del espacio del piso y puede ser ventajoso, que tres o cuatro secciones en un laboratorio, si la supervisión recae en instructores inexpertos. En este caso, se necesita de un instructor experimentado que coordine a los demás. Por otro lado, los laboratorios que acomodan únicamente a una sección a la vez son más silenciosos y hay menos distractores. Por lo tanto, los laboratorios pequeños son mejores en todos los casos. (3)

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El espacio entre mesas no debe ser menor de 7 pies (2.13 m). Si se cuenta con bancos para que los alumnos se sienten, entonces es recomendable un espacio mayor. Ya que es indispensable tener un armario para colocar reactivos, balanzas y otra clase de equipo, éstos deben ser de no menos de 8 pies de ancho (2.44 m) y se consideran más bien áreas de trabajo que pasillos. (3) Las repisas para los reactivos necesarios deben estar colocadas de manera que el alumno no tenga que ir lejos a tomarlos. Allí deben colocarse todos los químicos necesarios, excepto aquéllos que sean peligrosos. En las paredes del laboratorio se debe disponer de material didáctico de utilidad, como una tabla periódica, boletines informativos, serie electromotriz, tablas de colores, barómetro y un área amplia para el pizarrón.(3) Para las puertas, lo más recomendable y común es el uso de chapas de combinación con una llave maestra, para que sea factible el cambio periódico de la combinación de seguridad. Si el salón de laboratorio no está equipado para servir como salón de clases, debe existir uno en las cercanías, para que el instructor explique la teoría de la práctica a efectuar, para discusiones o para realizar evaluaciones.(3) El cuarto de balanzas debe estar accesible al laboratorio, pero su ingreso debe ser restringido. Debe haber por lo menos una balanza por cada cuatro estudiantes para evitar la congestión y la espera. El instructor debe supervisar el uso de las balanzas, ya que el aprendizaje para su uso exacto es lento. (3) Si en el salón de laboratorio no se cuenta con una repisa de reactivos bien surtida, la bodega de los mismos debe situarse cerca. Un bodeguero puede atender satisfactoriamente hasta cien alumnos, así que para los laboratorios pequeños basta una persona encargada de la bodega. Si el laboratorio está en uso constante, el preparador debe utilizar mecanismos de control, para reemplazar los reactivos y materiales que se agoten. (3) Si la clase está organizada de manera que todos los alumnos realizan el mismo experimento en un día, el bodeguero o preparador puede llevar al inicio de la sesión de laboratorio todo el equipo y materiales necesarios y recogerlos al final. El uso de casilleros (lockers) hace posible la eliminación de armarios o repisas para los reactivos. A cada estudiante se le puede proporcionar un espacio de 16x20x9 pulgadas (40x50x20 centímetros). Cada módulo puede disponer de hasta nueve casilleros de ese tipo, lo cual es adecuado para Química General y Análisis Cualitativo. Ya que es difícil programar sesiones de laboratorio a nueve horarios distintos durante la semana, algunas universidades han reemplazado dos o tres casilleros individuales con un mueble que tenga equipo para uso compartido. Para ahorrar espacio, estos muebles o gabinetes pueden ser colocados debajo de las mesas de trabajo. Para lograr los nueve horarios distintos a la semana, se pueden programar períodos de dos horas mínimo para cada sesión y algunas pueden ser en la noche o al medio día. (3) 3.2 SEGURIDAD DENTRO DE UN LABORATORIO El control del peligro en el trabajo de laboratorio es responsabilidad de la administración. Cuando el laboratorio no ha sido diseñado para facilitar la seguridad, es obvio que será mucho más difícil mantener el control en caso de ocurrir un accidente. (7) El diseño de un laboratorio involucra varios componentes. La ventilación, los egresos, las zonas peligrosas y las facilidades en caso de emergencia son aspectos muy importantes.(7)

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Por seguridad, cada laboratorio de Química General debe estar provisto por lo menos de extinguidores de fuego, un botiquín de primeros auxilios y una frazada anti-incendios. (3) 3.2.1 EGRESOS Para la mayoría de laboratorios se recomiendan dos egresos. Se pueden dar excepciones a esta regla, basadas en limitaciones en cuanto a espacio o a la cantidad de reactivos que contenga un laboratorio. (7) La salida principal no debe estar situada a más de 23 metros de distancia del punto más alejado del laboratorio. El ancho mínimo recomendado para la puerta de egreso de un laboratorio es de aproximadamente 100 centímetros. Las puertas de salida deben abrirse en dirección del área de egreso. Las puertas que se abren hacia un corredor no deben obstaculizar el ancho mínimo requerido por un corredor de egreso. (7) 3.2.2 ZONAS PELIGROSAS Una zona peligrosa puede definirse como una fuente potencial de fuego, humo, explosiones, calor intenso, electrocutación, exposición a radiación, materiales corrosivos, tóxicos o infecciosos. Las fuentes con un mayor potencial de peligro deben colocarse lo más lejos posible de la salida principal dentro del laboratorio. Por consiguiente las actividades que son menos peligrosas deben estar cerca del egreso. Los usuarios de un laboratorio dedican parte del tiempo a escribir o calcular, lo que implica una actividad poco peligrosa que se puede colocar cerca de la puerta. Sin embargo los escritorios deben estar colocados de tal manera que la silla no interfiera con el corredor de salida. (7) 3.2.3 PRIMEROS AUXILIOS E INSTALACIONES MEDICAS Dentro de un edificio de laboratorios debe existir un cuarto especial de primeros auxilios en donde se le pueda proveer al usuario, de medicinas y las atenciones médicas básicas en caso de accidente.(7) 3.2.4 INSTALACIONES EN CASO DE EMERGENCIA Las instalaciones en caso de emergencia incluyen duchas, fuentes lavaojos, extinguidores, mantas apagafuegos, teléfonos o equipos de comunicación y sistemas de protección en caso de incendio. (7) Cada salón de laboratorio debe poseer una ducha de seguridad y una fuente lavaojos que pueda recorrerse a 30 segundos desde la parte más alejada del laboratorio. La ducha y la fuente deben estar colocadas con una separación de por lo menos 1.5 metros. Si la ducha y la fuente se encuentran a menos de 1.5 metros de distancia, no pueden ser utilizadas simultáneamente, ya que normalmente la persona afectada requiere de la ayuda de dos personas más y seis personas no caben fácilmente si entre los servicios existe poca distancia. (7) Las duchas de emergencia deben tener por lo menos un flujo aproximado de 50 galones por minuto (188 litros por minuto), mientras que las fuentes lavaojos un flujo de 2.5 galones por minuto (10 litros por minuto). Una reja de desagüe colocada en el piso debajo de la ducha es útil para facilitar la limpieza. (7)

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Los extinguidores deben ser del tipo y tamaño apropiado para el trabajo que se desarrolla en el laboratorio. Deben estar montados en la pared a una altura cómoda en una localización conveniente y colocados de manera que las mantas apagafuegos o el equipo anti-incendio no impida su uso. (7) Respecto a las mantas apagafuegos debe poder acercarse a ellas, caminando, desde el lugar más alejado del laboratorio en 30 segundos. Un teléfono para llamadas de emergencia es conveniente para los usuarios y no debe estar a más de 1 minuto, caminando, de cualquier parte del laboratorio. (7) Generalmente el equipo utilizado en la supresión de incendios son rociadores de agua. Sin embargo, los sistemas de agua son peligrosos en caso de sistemas de alto voltaje o donde los químicos son compatibles con el agua, por ejemplo el sodio, que reacciona violentamente con el agua. En estos casos se pueden instalar equipos alternativos de supresión de fuego. Los instrumentos detectores de fuego son relativamente de bajo costo y deben ser instalados en áreas no protegidas por equipos de supresión de incendios.(7) 3.2.5. AREA PARA UN LABORATORIO El área mínima para la construcción de un laboratorio es de 80 metros cuadrados. La cantidad de personas autorizadas para trabajar en un laboratorio universitario o de enseñanza en general es de 24 personas. (7) 3.2.6 EQUIPO DE LIMPIEZA PARA UN LABORATORIO Cada laboratorio debe estar equipado con varios fregaderos, con llaves de agua caliente y agua fría, aparte de espacio suficiente para lavarse las manos y para ejecutar el trabajo del lavado de la cristalería. El grifo del fregadero debe ser del tipo cuello de ganso para facilitar el lavado de todos los instrumentos.(7) 3.2.7 MOBILIARIO DE UN LABORATORIO Los muebles aéreos como gabinetes y gavetas no deben estar a más de 1.85 metros sobre el suelo. La parte superior de los gabinetes aéreos debe tener unas pestañas, de manera de evitar que los estudiantes coloquen frascos de reactivos o cristalería en ese lugar. (7) La elección de gabinetes de madera o de metal para un laboratorio es un asunto puramente económico o estético. La madera se pudre bajo condiciones de humedad excesiva y puede quemarse. Sin embargo la madera puede ser tratada para disminuir estas desventajas, más el problema no puede ser eliminado. (7) El metal se corroe fácilmente en un ambiente típico de laboratorio. También el metal puede ser cubierto con un capa para evitar la corrosión, pero no puede estar totalmente protegido.(7) 3.2.8. ILUMINACION DENTRO DE UN LABORATORIO Es esencial considerar al laboratorio como un área de trabajo en el cual la iluminación debe ser la suficiente para hacer posible que los ocupantes dentro de él puedan ver fácil y confortablemente, proveyendo así un ambiente agradable de trabajo. La iluminación debe asistir al personal en las varias operaciones que ejecutan, así como resaltar la apariencia del laboratorio. La visión se mejora en proporciones directas al cambio de luz . (8)

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El sistema de iluminación dentro de un laboratorio debe ser diseñado e instalado de tal manera que no se formen sombras, ni la iluminación sea deficiente e insuficiente a la altura de las mesas de trabajo. (7) Los niveles normales de iluminación estan en el rango de los 500 y los 1, 000 luxes a la altura de la mesa de trabajo. La intensidad de la iluminación depende, sin embargo, de la naturaleza del trabajo. Deben existir luces de emergencia y señales luminosas que indiquen las salidas de emergencia, para mayor seguridad de los usuarios. (7) En los tiempos modernos, mucha de la atención se ha centrado en la importancia que tiene la luz natural en los edificios. Antes, el valor de un buen diseño de ventanas había sido ignorado, pero esto ha cambiado, y en la actualidad la tendencia es calcular el tamaño máximo para las ventanas. (8) 3.2.9. COLOR DE LAS PAREDES Y DEL MOBILIARIO El color de las paredes y del mobiliario es importante y el uso de sombras claras pastel para hacer agradables las condiciones de trabajo dentro del laboratorio, es una práctica común.Por la aplicación de colores en lugares convenientes, los laboratorios pueden hacer aparentar o alterar sus dimensiones y temperaturas. Los colores pueden ser también afectados o resaltados por la utilización de una gran variedad de tubos fluorescentes. El color de las paredes y el techo tienen una tremenda influencia sobre la utilización de la luz. (8) El éxito de la iluminación en el laboratorio depende también en la uniformidad, esto significa que se deben evitar cambios bruscos de resplandores y una correcta cantidad de contraste. El resplandor causa problemas en la visión y es debido a la gran diferencia de brillanteces. El resplandor directo puede ser causado por los accesorios, los cuales alumbran demasiado hacia el suelo. Los ojos son particularmente suceptibles al resplandor directo en un ángulo entre la línea horizontal de visión y 45° arriba de ella, y para eliminarlo en éste ángulo, los accesorios se deben pintar en tonalidad mate. (8) 3.2.10 OTRAS ESPECIFICACIONES Dentro de un laboratorio es necesario colocar un gabinete o varios casilleros, donde los estudiantes puedan guardar sus artículos personales (Cuadernos y libros de otras materias y útiles varios). Dichos muebles deben colocarse fuera del flujo de tráfico normal de personas. Deben existir gabinetes similares para el almacenamiento de los frascos que contengan los desechos de los reactivos utilizados. (7) En los laboratorios de enseñanza es deseable en general, que cada estudiante disponga de su propio equipo y de un casillero con llave. El encargado de los laboratorios debe poseer una llave maestra. Si el laboratorio es muy elemental, los aparatos pueden ser dejados sobre las mesas de trabajo o en bandejas para el uso en la clase, lo cual facilita su revisión cuando se acaba el período de clase. (8) Las paredes exteriores de un laboratorio o la paredes interiores entre laboratorios deben resistir 45 minutos de fuego, según las especificaciones de contrucción. (7) 3.3 NORMAS GENERALES CONCERNIENTES A LAS DIMENSIONES EN LOS LABORATORIOS

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Cada salón de laboratorio debe ser lo suficientemente grande para acomodar a los estudiantes y permitir a cada uno, un espacio amplio para su libre movimiento. El espacio de cada mesa debe ser suficiente para que el alumno coloque su equipo y lo pueda utilizar adecuadamente. Todos los servicios necesarios deben estar accesibles a cada alumno. Por razones de espacio y de compartir los servicios, lo más propio para los laboratorios de Química son las mesas de trabajo dobles. (8) Las dos medidas básicas que proveen las bases para las dimensiones de cualquier laboratorio son: la profundidad de la mesa de trabajo, que está perpendicular a la pared y el espacio libre entre dos mesas. La experiencia ha demostrado que la profundidad ideal para una mesa de trabajo no debe exceder los 80 centímetros, mientras que el ancho o largo de una mesa doble no debe exceder 160 centímetros. Las pequeñas variaciones de forma, superficie, materiales y servicios son irrelevantes. El ancho de los pasadizos entre mesas depende del diseño de las mismas, de la disposición de las áreas de trabajo y del tráfico esperado de personas. Las medidas estándares se presentan en la siguiente figura (17):

FIGURA 1 3.3.1 MEDIDAS DE LOS MODULOS El tamaño de las mesas de trabajo y los pasadizos determinan el tamaño del módulo y de la colocación de ventanas de los laboratorios. Los módulos recomendados para laboratorios generales son de 3, 3.25 y 3.50 metros (Véase figura siguiente) . Estas medidas concuerdan con la norma DIN 4173, la cual expone que todas las dimensiones de un edificio deben ser múltiplos de 12.5 ó 25 cm. De esta forma, el tamaño del salón puede determinarse por el número de módulos que contenga. La elección del módulo depende del ancho requerido para los pasadizos entre las mesas. En un laboratorio con pocas personas, es edecuado un módulo de 3 metros, pero en un laboratorio de enseñanza, con mesas largas y mucho tráfico de personas, se necesita un módulo de 3.25 ó 3.50 metros. Se debe recordar que los pasillos entre mesas, representan una vía de escape en caso de emergencias.(17)

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3.3.2 PROFUNDIDAD DEL SALON: Excepto en el caso que haya mesas dobles paralelas a las paredes, la profundidad del salón está determinada por el mobiliario, es decir, el largo de las mesas y el ancho de los pasillos intermedios. En los laboratorios de enseñanza la profundidad se determina si se establece un largo fijo de mesa para trabajo, por cada estudiante. Para laboratorios elementales, el valor adecuado es de 1 a 1.50 metros por estudiante, mientras que para un laboratorio superior, el espacio mínimo debe ser de 1.50 m. Los estudiantes de Química Inorgánica necesitan menos espacio que uno de Química Orgánica en una proporción de 1:1.3. En salones que cuentan con ventanas de un lado únicamente, la profundidad no debe ser mayor de 6 m, para lograr un trabajo eficiente. Este tipo de salones requieren un techo más alto, para tener así una buena iluminación natural. (17) 3.3.3 MOBILIARIO: La posición de la mesa de trabajo es independiente de la elección del módulo, el cual por sí mismo determina el arreglo del mobiliario. En laboratorios con ventanas en ambas mesas laterales perpendiculales a las paredes, el arreglo de las mesas debe proporcionar uno, dos o tres pasillos intermedios. Todas las variaciones del diseño normal dependen de la forma del salón y la distribución de los lugares de trabajo. El arreglo más seguro es el de módulos en islas, el cual proporciona acceso a todos, pero requiere más espacio de piso y la conexión de los servicios es problemática. (17) 3.3.4 AREA DE TRABAJO: El diseño de laboratorios de enseñanza para universidades e institutos técnicos, consiste en una serie de áreas de trabajo en serie. Este término se refiere al espacio de todo el equipo, intalaciones de lavado y servicios. El arreglo de las mesas depende del tipo de mobiliario elegido, el tamaño del salón y las ventanas disponibles. Como guía para el área requerida en laboratorios de enseñanza superior, se presentan los siguientes valores:

Química Inorgánica 4 m² aproximadamente Química Orgánica 6 m² aproximadamente Otras Materias 6 m² adamente aproximTrabajo de Postgrado 20 m² aproximadamente

Para laboratorios industriales y de investigación los requerimientos son mayores y depende del número de trabajadores y del tipo de actividades que realicen. Esta varía desde 20.5 hasta 90 m² para dos o tres personas. (17) 3.4 DISEÑO DE VENTANAS Hoy en día es común el empleo de largas secciones de ventanas extendidas por completo a un lado del laboratorio. Alimentando luz de esta manera, puede balancearse con luz adicional al lado opuesto y producir una correcta iluminación y buenas condiciones de trabajo. La luz puede difundirse a través del empleo de colores, sombras, vidrios coloreados, algo más costosos que con vidrio transparente. Más económico este último puede utilizarse en ventanas situadas al nivel del ojo, no solamente para permitir a los ocupantes del laboratorio el placer de ver hacia afuera, sino

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también proveerles facilidades para enfoque del ojo hacia objetos distantes. Ello proporciona un considerable alivio a los ojos y evita dolor e irritación en ellos. (8) El principal propósito de una ventana, es admitir luz y al diseñar las ventanas, debe considerarse su vital importancia. La cantidad de luz que penetra en el laboratorio dependerá del tamaño de la misma, la forma, y la altura de las ventanas. Si la ventana no es transparente completamente, está coloreada o tiene cualquier otra imperfección, la cantidad de luz que entrará por ella será reducida. Dentro del cuarto y en las vecindades inmediatas de la ventana, la intensidad de la luz será mayor, pero decrece a medida que se aproxima al centro del laboratorio. (8) El tamaño de las ventanas afecta la cantidad de luz admitida y el área de iluminación. Los contornos del área iluminada son determinados por la forma de la ventana. Para la mayoría de laboratorios, una buena penetración de luz es esencial para proveer una buena iluminación en las mesas de trabajo ubicadas en el centro. La parte baja de una ventana permite una baja penetración de la luz, pero la parte superior es la que permite la mayor penetración de luz. Es por esta razón que las ventanas se deben colocar los más alto posible, para que la iluminación de luz natural sea mayor. (8) La ubicación geográfica del edificio es una factor importante en el diseño de las ventanas. En climas cálidos, además de su función principal de proveer iluminación de luz solar, las ventanas son necesarias para permitir la máxima ventilación y evacuar de esta manera el calor natural. En climas más fríos, la principal función de las ventanas es una ventilación sin corrientes fuertes de aire y la prevención de pérdidas significativas de calor. (8) Las obstrucciones como árboles, balcones o edificios vecinales restringirán la cantidad de luz que penetre por las ventanas del laboratorio. Entre más cercana esté la obstrucción, así será menor la cantidad de luz . En condiciones donde las obstrucciones se pueden considerar como permanentes, las pérdidas de luz se deben minimizar construyendo las ventanas en la posición que proporcionen mayor ventaja. (8) 3.5 PRECAUCIONES EN EL DISEÑO DE LABORATORIOS . Cuando se diseña un laboratorio, todos los posibles peligros deben estar previstos y considerar los pasos para aplicar las precauciones y protecciones que ameriten. Es inevitable que en la implementación de estas medidas de protección hagan que los costos de construcción del edificio aumenten, pero los gastos se deben efectuar. La palabra “accidente” trae inmediatamente a la mente un suceso que ocurre inesperadamente el cual resulta en heridas y lesiones a la persona involucrada. Además de considerar en los gastos en que se ven involucrados por el accidente, estos causan deterioro a la salud mental y física de la persona (8). 3.5.1 LIMPIEZA El grado de facilidad de limpieza que cada laboratorio debe tener es un elemento importante al momento del diseño. Para un perfecto aseo y orden, es esencial que cada estudiante en el laboratorio posea su propio casillero. (8) Durante los períodos de duración de la práctica, las mesas de trabajo deben mantenerse limpias y ordenadas. Todos los derrames de químicos y las manchas deben ser limpiadas inmediatamente para proteger la ropa y las propias mesas. Cada grupo es responsable de dejar perfectamente limpio su lugar de trabajo al finalizar la práctica. (8)

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3.5.2. ATMOSFERA Para un trabajo eficiente y una buena salud, la atmósfera en el laboratorio debe ser fría, seca y en movimiento. Las temperaturas deben ser controladas, ya que el excesivo calor o demasiado frío son perjudiciales a la salud de los estudiantes dando como resultado un rendimiento deficiente. (8) 3.5.3 VENTILACION La ventilación se refiere a la cantidad y a la calidad de aire suministrado a los dos salones de laboratorio. El volumen de aire introducido y el aire de reposición es dictado por el volumen de contaminantes que ahí se producen. Una buena ventilación general es esencial y en laboratorios químicos los techos bajos son inapropiados. La presencia de gases tóxicos, vapores y polvos constituyen un verdadero riesgo a la salud y deben ser eliminados por un sistema de extracción. En el caso específico de manejo de químicos, lo que se utiliza son las llamadas “campanas de extracción”. (14) En el edificio de los laboratorios las tomas de aire y las descargas deben orientarse en la dirección predominante de los vientos. Las descargas y los ductos de entrada de aire deben estar alejados unos de los otros y estratégicamente colocados y dirigidos de tal forma que los gases expulsados no sean succionados ni reingresados a cualquier parte del edificio o estructuras adyacentes. Además, las tomas y descargas deben estar arregladas dentro del edificio de manera que se evite la transición de vapores o gases de un laboratorio a otro. El flujo de aire de reposición dentro de cada salón idealmente debe ser un flujo laminar. Los factores que afectan el modelo de flujo de aire dentro del laboratorio son: el tamaño del salón, su geometría o configuración, así como la velocidad y el volumen. (14) Los dispositivos de ventilación deben producir un movimiento uniforme del aire desde las entradas hacia los puntos de salida. Se deben evitar las áreas en donde el aire permanezca estático (zonas aisladas), ni con velocidades muy elevadas. La principal regla de seguridad para manejar sustancias tóxicas e inflamables es que todo el trabajo debe hacerse de tal forma que los vapores y polvos no entren a la atmósfera general del laboratorio. De este modo, las operaciones como realizar reacciones con productos gaseosos, calentamiento de solventes volátiles o transferencia de químicos de un recipiente a otro, deben realizarse dentro de las campanas.(14) 3.6 NECESIDADES ESPECIALES PARA LOS LABORATORIOS DE ENSEÑANZA: Estas necesidades especiales para los laboratorios de enseñanza surgen del hecho que los salones estarán ocupados por gran cantidad de personas y éstas se encuentran en proceso de aprendizaje. Estas razones son las que hacen la gran diferencia entre un laboratorio de enseñanza de un colegio o universidad con uno de tipo industrial o clínico. 3.6.1 DISCIPLINA: Para garantizar la seguridad de cada quien en el laboratorio, es indispensable mantener una estricta disciplina de parte del instructor y el auxiliar a cargo de la clase. Se debe insistir en el cumplimiento estricto de las normas de laboratorio ya establecidas. Los encargados del laboratorio son responsables de mantener eficiente el laboratorio, y así, el orden será reflejado en el trabajo y en la cooperación de los estudiantes. Para promover estas condiciones, las personas encargadas deben dar el ejemplo a los alumnos. (8)

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Al estudiante se le debe enseñar a mantener en buenas condiciones el equipo que utiliza. Toda la cristalería debe quedar perfectamente limpia, después de cada práctica. También se debe obligar que los alumnos utilicen adecuadamente los depósitos de basura. (8) 3.6.2 VESTIMENTA ESPECIAL PARA EL LABORATORIO: Todos los estudiantes y el personal de laboratorio deben usar la bata de laboratorio. Esta es una medida de protección especialmente importante en el caso de las mujeres, cuya ropa generalmente, presenta más riesgos en el laboratorio. 3.6.3 REPORTE DE DAÑOS: Los accidentes siempre pueden ocurrir, y éstos pueden involucrar daño al equipo y a la cristalería del laboratorio. Si éste se reporta inmediatamente, se evitarán muchos problemas. El estudiante no debe de tratar de reparar el daño por sí solo, ya que puede ocasionar un daño más grave, particularmente si se trata de algún equipo especial (balanzas, potenciómetros, microscopios, etc.). Ningún estudiante debe manejar ningún instrumento de precisión sin haber recibido las instrucciones pertinentes. El trabajo en el laboratorio, especialmente el de estudiantes de niveles inferiores, debe ser supervisado en todo momento. Entre más grande es el número de personas en un salón de laboratorio, es más grande el peligro de ocurrencia de un accidente. Los alimentos y las bebidas de todo tipo deben ser prohibidas dentro del salón de laboratorio. (8) IV. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 4.1 RESUMEN DEL PROBLEMA Considerando los aspectos mencionados en la introducción, se hizo relevante preguntarse, si los laboratorios de Química I y II de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Rafael Landívar reúnen los requerimientos adecuados, en cuanto al área de trabajo, instalaciones adecuadas, condiciones generales, de seguridad, disponibilidad de recursos materiales para que los estudiantes puedan desarrollar satisfactoriamente las prácticas de laboratorio. 4.2 OBJETIVOS 4.2.1 OBJETIVO GENERAL Realizar una evaluación de los laboratorios de Química I y II de la Facultad de Ingeniería que comprenda el área de trabajo, las instalaciones, las condiciones generales, la seguridad, los recursos materiales disponibles en los mismos y el número de estudiantes por laboratorio. 4.2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 1. Elaborar un manual de prácticas de laboratorio para los cursos de Química General (I y II),

considerando los estándares modernos, los cuales señalan la forma correcta de estructurar cada sección que conforma un manual.

2. Incluir en el manual procedimientos de seguridad, emergencia y primeros auxilios en caso de accidentes dentro de los laboratorios.

3. Sugerir la obligatoriedad del cumplimiento de medidas preventivas en cada uno de los procedimientos que se realicen en el laboratorio.

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4. Realizar una proyección a cinco años de la cantidad de alumnos que cursarán los cursos de Química I y II, con base en los datos históricos proporcionados por la Universidad.

4.3 HIPOTESIS Los laboratorios de Química I y II de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Rafael Landívar no reúnen los requerimientos adecuados en cuanto al área de trabajo, instalaciones adecuadas, condiciones generales, de seguridad y disponibilidad de recursos materiales para que los estudiantes puedan desarrollar satisfactoriamente las prácticas de laboratorio. 4.4 VARIABLES 1. Area de Trabajo 2. Espacio de trabajo por alumno 3. Instalaciones 4. Condiciones Generales 5. Condiciones de Seguridad 6. Capacidad Instalada 7. Recursos Materiales. 8. Número de Alumnos 4.5 DEFINICION DE LAS VARIABLES Area de Trabajo: Este término incluye el espacio disponible en cada salón de laboratorio para todos los equipos, mobiliario, egresos, tránsito, instalaciones de lavado y servicios. Representa las dimensiones y disposición general del salón, donde se desenvolván los distintos grupos de trabajo. Espacio de trabajo por alumno: Es el área de trabajo que dispone cada estudiante para realizar su práctica de laboratorio. Instalaciones: Este término abarca el mobiliario en general como mesas de trabajo, bancos, escritorio de catedrático, estantes para objetos personales, estantes para colocación de reactivos. También se incluyen los servicios, tales como el sistema electrico, tuberías de agua , de gas propano y suministro de agua destilada. Condiciones Generales: Se refiere a las variables que inciden directamente en la atmósfera de trabajo en los laboratorios y que pueden ser controladas por medio del diseño, entre ellas se pueden mencionar la iluminación, la ventilación y la extracción de vapores. Todo esto afecta el rendimiento del trabajo de laboratorio. Condiciones de Seguridad: Esta variable comprende todo el equipo y servicios con que cuenta el laboratorio para ser utilizadas en caso de alguna emergencia surgida durante la realización de alguna práctica, tales como extinguidores, botiquín, duchas, fuente lava ojos, rociadores de agua, detectores de fuego y humo. Capacidad Instalada: Es la totalidad de elementos con los que se dispone para el funcionamiento del laboratorio, es decir, la sumatoria del área de trabajo, las instalaciones, las condiciones generales y las condiciones de seguridad.

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Recursos Materiales: Se incluye en esta variable todo el equipo, cristalería, materiales y reactivos que utilizan los estudiantes para la realización de las prácticas, así como el material didáctico disponible para su apoyo. Entre éste se incluye proyectores de acetatos y slides, un televisor con videocassetera, software, manuales de prácticas, ilustraciones, etc. Número de Alumnos: Comprende la cantidad de estudiantes que hacen uso de las instalaciones de laboratorio en cada sesión. Es la capacidad del salón de laboratorio. 4.6 ALCANCES Y LIMITES El estudio se concentrará exclusivamente en los laboratorios de Química General I y II de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Rafael Landívar, a pesar que la mayoría de los problemas existentes son comunes a otros laboratorios de la Facultad. En la elaboración y presentación de las soluciones para el diseño de unas instalaciones apropiadas que cumplan con los requisitos mínimos para albergar los laboratorios de Química I y II, no se tocaron aspectos arquitectónicos o de Ingeniería Civil, los cuales están fuera del alcance de este trabajo. Unicamente se tomaron en cuenta los aspectos mecionados en el marco teórico. La evaluación de los recursos que se realizó con este trabajo se limitó a los recursos materiales, es decir, cristalería, equipo, reactivos, equipo de proyección y manuales de prácticas. Queda fuera del alcance del estudio la evaluación de otro tipo de recursos tales como humanos, económicos, etc. No se propusieron en las recomendaciones, asuntos referentes a los horarios, aspectos administrativos, personal necesario en el área de laboratorios, ni la actitud de los alumnos y catedráticos. En cuanto al tema de protección del medio ambiente, se incluye en el trabajo de tesis una serie de recomendaciones generales para el manejo de desechos de laboratorio y alternativas para la minimización de los mismos (solventes, reactivos sin usar, productos de reacción y contaminados). Estas recomendaciones no pretenden ser una guía única para el tratamiento de los desechos, sino por el contrario se sugiere un estudio más profundo para establecer un procedimiento formal y específico para los laboratorios de la universidad. Todas las prácticas incluidas en los manuales propuestos son de tipo demostrativo, por lo que no se pueden hacer inferencias estadísticas. Las prácticas son de este tipo debido a la inadecuada formación académica que poseen los estudiantes al iniciar la carrera. Este estudio pretende analizar las condiciones actuales y proponer algunas soluciones para resolver los problemas, coadyuvando de esta manera al proceso de buena formación de los estudiantes y para el beneficio en general de la Universidad. 4.7 APORTE El presente trabajo de graduación pretende ser un precedente que siente las bases para que se lleve acabo un estudio específico para evaluar la alternativa de construir un edificio especialmente diseñado para alojar los distintos laboratorios de la Facultad de Ingeniería.

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Asimismo, se propone una revisión periódica de las prácticas de laboratorio para su actualización y mejoramiento según los programas vigentes de los cursos de Química I y II. Todo ello con el fin de contribuir con la formación integral de los estudiantes de Ingeniería, en especial a los de Ingeniería Química Industrial, en el área de Química General, sirviendo así de base sólida para una culminación exitosa de la carrera. V. METODO 5.1 SUJETOS Al iniciar el trabajo de campo, se recurrió a recabar información con autoridades y personal engargados del laboratorio, así como con los catedráticos que imparten las prácticas en la Universidad Rafael Landivar. Las autoridades entrevistadas fueron : Ing. Vicente Chávez, Director de la carrera de Ingeniería Química Industrial; Ing. Julia Bardales, encargada de compras de la Facultad de Ingeniería, Lic. Romeo Pérez Morales, Coordinador del Area de Química. Otras de las personas entrevistadas fue el Sr. César Gámez, preparador de los laboratorios y encargado de la bodega de los mismos. A manera de tener una idea más concreta del sistema utilizado en los laboratorios de Química General en las otras universidades donde se imparte la carrera de Ingeniería Química, se realizaron varias entrevistas con personas encargadas del área de Química de dichos centros de estudio. En la Universidad del Valle de Guatemala, se conversó con el Lic. José Carlos Chiquín, encargado de los laboratorios y catedrático del área de Química. En la Universidad de San Carlos de Guatemala se entrevistó Lic. Luis Fernando Girón, catedrático de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia. 5.2 INSTRUMENTOS Los medios utilizados para la recolección de los datos fueron: entrevista y escala de observación. 1. La entrevista realizada fue del tipo no estructurada, es decir, constaba de preguntas abiertas y no

estandarizadas, organizada en forma libre. La entrevista fue dirigida a un encargado de

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laboratorio de Química General de cada una de las tres universidades visitadas (Universidad San Carlos de Guatemala, Universidad del Valle de Guatemala y Universidad Rafael Landívar).

2. La escala de valoración se utilizó para examinar cómo son las instalaciones, cómo son las

condiciones generales, cuáles son sus condiciones de seguridad, qué recursos materiales utilizan, cómo están organizados, y cómo es el manual de laboratorio con el que se trabaja en cada una de las universidades antes mencionadas. El fin de esta herramienta es transformar las variables cualitativas en cuantitativas, para la obtención de un valor numérico que sea fácil de interpretar y manipular.

5.3 PROCEDIMIENTO A continuación se presenta la serie de actividades que se han llevaron a cabo durante la realización del presente trabajo: 1. Visita a las instalaciones de los laboratorios de Química General de la Universidad Rafael

Landívar para la observación de la situación actual y entrevistas con el preparador y los catedráticos del área.

2. Visita a los laboratorios de la Univerisdad del Valle y la Universidad de San Carlos para

comparar y entrevistar a los respectivos encargados para encontrar posibles soluciones. 3. Recopilación bibliográfica acerca de los requerimientos generales de un laboratorio de

enseñanza, normas de seguridad y trabajo en general. 4. Recopilación de las guías actuales, horarios, número de alumnos, programas y demás

información concerniente a los laboratorios y cursos de Química I y II. 5. Revisión detallada de todas las guías existentes para su mejoramiento o sustitución, además de

su estandarización. 6. Documentación bibliográfica sobre los temas de los cursos de Química I y II para la elaboración

de guías nuevas para la realización de las prácticas de dichos cursos. 7. Creación de un manual completo para la realización de las prácticas de laboratorio que incluya

las guías para las mismas, medidas de seguridad y disciplina, primeros auxilios en caso de accidente y una guía para la elaboración de los informes.

8. Ejecución de las 8 prácticas y medición del tiempo de duración de las mismas. 9. Revisión del equipo, materiales y reactivos para cada práctica. 10. Diseño de la Escala de Valores para la evaluación de la capacidad instalada y los recursos con

los que cuentan los laboratorio de Química I y II. 11. Evaluación de los laboratorios, con base en los datos recopilados en la investigación

experimental de las visitas y entrevistas efectuadas. 5.4 DISEÑO DE LA ESCALA DE VALORACION

20

5.4.1 Evaluación de la capacidad instalada: Para esta evaluación se dividió la capacidad instalada en cinco aspectos: área de trabajo, instalaciones, condiciones generales, condiciones de seguridad y números de estudiantes por salón. Con el fin de realizar la evaluación de cada aspecto en forma detallada, se subdividieron en las principales características de los cuales se compone cada aspecto. De acuerdo al marco teórico se definió la situación ideal de cada característica y luego se le asignó un valor ponderado a cada uno de acuerdo a la importancia relativa que tiene dentro de cada aspecto, según criterio propio, de manera que la suma de ellos proporcione un valor total de 100. De acuerdo con esto, se diseñó la siguiente tabla:

CARACTERISTICA EVALUADA

DESCRIPCION DE LAS CONDICIONES IDEALES

PONDERACION

CALIFICA-CION

1. AREA DE TRABAJO 1.1 Módulo de trabajo Deben medir 3.25 metros 25 1.2 Espacio disponible 80 metros cuadrados de salón 15 1.3 Espacio entre mesas 2.13 metros mínimo 15 1.4 Espacio de trabajo 4 metros cuadrados para cada grupo de trabajo 25 1.5 Ingresos/Egresos Mínimo 2, de un metro de ancho 20 100

2. INSTALACIONES 2.1 Mobiliario Existencia de mesas de trabajo, lockers, estanterías

para reactivos, etc. y en buen estado 20

2.2 Desagües Debe haber uno por cada grupo de trabajo en el centro de cada mesa

10

2.3 Sistama Eléctrico Servicio de corriente 110 V, 220 V y directa. Aislamiento del alambrado

5

2.4 Tuberías Identificadas según el código de colores y buena disposición

10

2.5 Gas Propano Tomas seguras en cada mesa y no ser fuente de peligro

15

2.6 Agua Una toma en cada mesa de agua fría y caliente 15 2.7 Agua destilada Tomas suficientes a través del laboratorio y con

dispositivos para evitar desperdicios 15

2.8 Vacío Debe ser conducido a través de un sistema de tube- rías o dispositivo que lo produzca en cada mesa

10

100 3. CONDICIONES

GENERALES

3.1 Iluminación natural Suficientes ventanas en un lado del laboratorio 20 3.2 Iluminación artificial

Lámparas que produzcan entre 500 y 1000 Luxes colocadas en forma paralela a cada mesa y a una altura adecuada de 3 metros

20

3.3 Ventilación Debe ser indirecta 20 3.4 Extracción de Vapores

Cada mesa debe contar con una campana pequeña o distribuidas en las paredes del laboratorio evitando aglomeraciones.

20

3.5 Color de las paredes Deben estar pintadas color blanco mate 20 100

4. CONDICIONES DE SEGURIDAD

4.1 Extinguidores Deben haber por lo menos 2 para distintos tipos de 25

21

incendio en cada salón y en buen estado 4.2 Botiquín Incluyendo todo lo necesario para primeros

auxilios en caso de accidentes. Uno por salón 20

4.3 Duchas Por lo menos una en cada salón a no más de 30 seg de cada mesa y que proporcione 50 gal/min

20

4.4 Fuentes lava ojos Por lo menos una en cada salón que proporcione 2.5 galones de agua por minuto

20

4.5 Otros dispositivos Incluye rociadores de agua y detectores de humo 15 100

5. NUMERO DE ESTUDIANTES

Deben ser un máximo de 24 personas por salón de laboratorio con un catedrático y auxiliar

100

Para obtener un valor total que califique la capacidad instalada del laboratorio en una escala de 0 a 100, se procedió a calcular un valor ponderado, asignando a cada uno de los aspectos el mismo grado de importancia, ya que se consideró que todos afectan de igual forma la capacidad instalada. De esta manera se procedió a elaborar la siguiente tabla:

VARIABLES PONDERACION CALIFICACION FINAL

1. AREA DE TRABAJO 20 2. INSTALACIONES 20 3. CONDICIONES GENERALES 20 4.CONDICIONES DE SEGURIDAD 20 5. NUMERO DE ESTUDIANTES 20 TOTAL DE LA CAPACIDAD INSTALADA 100 5.4.2 Evaluación de los recursos materiales disponibles: Al igual que la evaluación de la capacidad instalada, los recursos materiales se subdividieron en seis aspectos, definiendo las características ideales y se le asignó a cada uno una ponderación distinta en base a su importancia relativa para obtener un valor total de 100.

RECURSOS MATERIALES

DESCRIPCION DE LAS CARACTERISTICAS IDEALES

PONDERACION CALIFICACION

1. Equipo

Existencia de balanzas, centrífugas, potenciómetros en cantidad suficiente y en buen estado

15

2. Cristalería

Suficiente cristalería exclusivamente para el uso del laboratorio de Química en buenas condiciones

20

3. Materiales Disposición y buen suministro de materiales (papel filtro y pH, cintas adhesivas, alambres, algodón, toallas desechables, fósforos, etc.)

10

4. Reactivos Disposición de compuestos químicos en buen estado y en cantidades suficientes

20

22

5. Manuales de prácticas

Disponibilidad de un manual completo con guías para la elaboración de todas las prácticas y otras indicaciones útiles

25

6.Equipo audiovisual de apoyo e Ilustraciones

Existencia de proyectores, televisor, videograbadora y software para apoyo didáctico y una ornamentación adecuada que proporcione nformación útil.

10

TOTAL 100 VI. RESULTADOS Y SU ANALISIS 6.1 PROYECCION DEL NUMERO DE ALUMNOS QUE CURSARAN QUIMICA I y II

Tabla 6.1.1 DATOS HISTORICOS DE LOS ESTUDIANTES INSCRITOS EN QUIMICA I EN EL

PERIODO DE 1992 A 1997

Semestre

Año

Jornada

Matutina

Número de Secciones

Jornada

Vespertina

Número de Secciones

Total de

Estudiantes

Estudiantes por

Sección (Promedio)

Primero 1992 236 6 55 2 291 36 Segundo 1992 0 0 37 1 37 37 Primero 1993 253 6 49 2 302 38 Segundo 1993 69 1 63 2 132 44 Primero 1994 345 6 120 3 465 52 Segundo 1994 68 1 91 2 159 53 Primero 1995 380 7 127 3 507 51 Segundo 1995 127 2 81 2 208 52 Primero 1996 406 7 119 2 525 58 Segundo 1996 125 2 81 2 206 52 Primero 1997 352 7 115 2 467 52 FUENTE: Departamento de Registro URL

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Para la elaboración de la proyección del número de estudiantes que ingresarán al curso de Química I para un período de 5 años, se realizó un análisis estadístico de los datos para encontrar una correlación adecuada. Se utilizó un programa de la computadora de bolsillo Casio FX- 880p, el cual se encuentra en la librería con número 6520, que efectúa el análisis de regresión logarítmica sobre un grupo de n datos (x, y) y calcula los valores del término constante de regresión, coeficiente de regresión y coeficiente de correlación. También determina el valor estimado de y en relación a x. Se utilizó la regresión del tipo logarítmica ( y = a + b ln x) debido a que ésta ecuación dió un coeficiente de correlación mayor que la de otras regresiones. El coeficiente de correlación indica el grado de ajuste de la correlación con los datos. Un valor del coeficiente igual a la unidad significa un ajuste perfecto entre los datos y la curva logarítmica de la correlación. Con ella, se tiene una relación entre el número de estudiantes inscritos en el curso y el año, basándose en la tendencia de los datos históricos. Se decidió trabajar por separado la proyección para cada año, es decir, los estudiantes inscritos en el primer semestre y los del segundo semestre, ya que los alumnos inscritos en el primero, son aquellos de primer ingreso, mientras que los del segundo son los alumnos repitentes. Las ecuaciones obtenidas de esta manera son las siguientes:

Primer semestre: y = - 688,457.95 + 90,664.75 Ln x (r = 0.9426)

Segundo semestre: y = - 627,152.7634 + 82,562.4493 Ln x (r = 0.9357) En donde x = Año y = Numero de estudiantes inscritos en el curso r = Coeficiente de correlación Ln = Logaritmo natural

Tabla 6.1.2 PROYECCION DE LOS ESTUDIANTES QUE INGRESARAN EN EL CURSO DE

QUIMICA I EN EL PERIODO DE 1997 AL 2001

Año Primer Semestre Segundo Semestre 1,997 540 272 1,998 585 314 1,999 630 355 2,000 676 396 2,001 721 438

Véase el Anexo 3 en el cual se presenta una gráfica que muestra la cantidad de estudiantes inscritos en el curso de Química I durante los últimos cinco años, en base a los datos históricos de la tabla 6.1.1 y la proyección para los estudiantes que ingresarán en los próximos cinco años en base a la regresión calculada.

Tabla 6.1.3 DATOS HISTORICOS DE LOS ESTUDIANTES INSCRITOS EN QUIMICA II EN EL

PERIODO DE 1992 A 1996

Semestre

Jornada

Número de

Jornada

Número de

Total de

Estudiantes por

24

Año Matutina Secciones Vespertina Secciones Estudiantes Sección (Promedio)

Primero 1992 0 0 23 1 23 23 Segundo 1992 143 3 29 1 172 43 Primero 1993 31 1 10 1 41 21 Segundo 1993 136 3 31 1 167 42 Primero 1994 45 1 41 1 86 43 Segundo 1994 144 3 33 1 177 44 Primero 1995 50 1 44 1 94 47 Segundo 1995 134 4 23 1 157 31 Primero 1996 49 1 21 1 70 35 Segundo 1996 160 4 42 1 202 40 Primero 1997 51 1 53 1 104 52 FUENTE: Departamento de Registro URL Para la elaboración de la proyección del número de estudiantes que ingresarán al curso de Química II para un período de 5 años, se realizó al igual que para el curso de Química I, un análisis estadístico de los datos para encontrar una correlación adecuada. En este caso los estudiantes inscritos para el primer semestre del año son los repitentes y los del segundo semestre son los que llevan el curso por primera vez. Las ecuaciones obtenidas de esta manera son las siguientes:

Primer semestre: y = - 216,410.63 + 28,461.21 Ln x (r = 0.8752) Segundo semestre: y = -75,551.53 - 9,966.77 Ln x (r = 0.8974)

En donde x = año y= Numero de estudiantes inscritos en el curso r = Coeficiente de correlación Ln = Logaritmo natural

Tabla 6.1.4 PROYECCION DE LOS ESTUDIANTES QUE INGRESARAN EN EL CURSO DE

QUIMICA II EN EL PERIODO DE 1997 AL 2001

Año Primer Semestre Segundo Semestre 1,997 105 190 1,998 120 195 1,999 134 200 2,000 148 205 2,001 162 210

Véase el Anexo 4 en el cual se presenta una gráfica que muestra la cantidad de estudiantes inscritos en el curso de Química II durante los últimos cinco años, en base a los datos históricos de la tabla 6.1.3 y la proyección para los estudiantes que ingresarán en los próximos cinco años en base a la regresión calculada. 6.2 PROBLEMAS ENCONTRADOS EN LOS LABORATORIOS ACTUALES

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A continuación se detallarán los problemas detectados por medio de la observación realizada en 1, 996 a los laboratorios de Química I y II de la URL, la comparación con los de las otras universidades y las encuestas efectuadas con las personas encargadas de los mismos. A.) PROBLEMAS CON LAS INSTALACIONES 1.- En general todas las instalaciones físicas se encuentran muy descuidadas, por ejemplo paredes sucias, puertas en mal estado o inseguras, material didáctico (cuadros) para las paredes descoloridos, rotos y rayados, pizarrones en mal estado. 2.- La capacidad actual de los dos salones de laboratorio existentes es insuficiente y se da la necesidad de que trabajen cuatro alumnos por mesa, las cuales originalmente fueron diseñadas para que trabajaran dos personas. En los últimos años la población estudiantil ha ido en crecimiento y la capacidad de los salones ha sido rebasada por lo que se ha tenido la necesidad de utilizar salones de Análisis Químico y/o Fisicoquímica para realizar las prácticas. 3.- Ausencia total de un sistema de extracción de gases. 4.- Iluminación insuficiente. 5.- Ventilación deficiente. B.) PROBLEMAS CON EL MOBILIARIO 1.- Mesas de trabajo en mal estado, con la fórmica quemada, rota o abombada. 2.- Ausencia en cada mesa de trabajo de tomas de vacío y aire, solamente se cuenta con tomas de agua y gas propano. 3.- Los escritorios de los catedráticos son inadecuados debido a su tamaño y no cuentan con gavetas ni silla cómoda. 4.- Falta de gabinetes especiales para guardar la cristalería, el equipo y los reactivos. 5.- Ausencia de lockers o un mueble especial para que los alumnos guarden sus libros y prendas personales. Todo esto quita espacio en las mesas de trabajo, crean desorden y representa una condición de peligro. 6.- Los lavabos no cuentan con un grifo de cuello de ganso, por lo que el lavado de la cristalería se hace difícil. 7.- No se cuenta con jabón adecuado para la limpieza de la cristalería, y para la higiene personal. 8.- Hace falta la instalación de un reloj de pared, un termómetro atmosférico y un barómetro en cada salón del laboratorio. 9.- Recientemente se importaron dos campanas de extracción, a un costo muy elevado y aún no se encuentran en funcionamiento. Las mismas puedieron haberse comprado en Guatemala a un valor de un tercio menor que las anteriores.

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10.- No se dispone de depósitos de basura adecuados, ya que los actuales son insuficientes y de un material plástico frágil. Es necesaria la existencia de un depósito especial para la cristalería rota. C.)PROBLEMAS CON EL EQUIPO Y MATERIALES DEL LABORATORIO 1.- Existe cierto equipo audiovisual como proyectores, televisión y videocassetera no existe para el área de los laboratorios y un software de Química para simulacion de prácticas, pero no se utilizan y muchas veces los alumnos no tienen conocimiento de la existencia y disponibilidad de los mismos. 2.- La cristalería es insuficiente y no se tiene un control adecuado de la misma. Parte de la cristalería se encuentra con suciedad acumulada o manchada, todo ello debido a la falta de procedimientos adecuados de limpieza, de líquidos necesarios para su cuidado y de personal específico para realizar este trabajo. 3.- Las balanzas son insuficientes, imprecisas y se encuentran muy sucias y corroidas. 4.- Falta de toallas desechables para la limpieza del equipo y las mesas de trabajo. 5.- No se cuenta con un lugar adecuado para almacenar los reactivos más usuales en cada salón. 6.- Los frascos no están debidamente identificados, ni tienen fechas de caducidad. 7.- El almacenamiento en la bodega no tiene un orden específico, ya que en el mismo recinto se guarda la cristalería, los reactivos de distinta índole y los materiales. 8.- El manejo de los inventarios de materiales y reactivos es deficiente, además de no estar computarizado. 9.- No existe un dispositivo eficiente para la extracción del agua destilada y así evitar su desperdicio. 10.- Falta de un lugar adecuado para guardar materiales de uso común, como cinta adhesiva, papel aluminio, papel parafinado, papel pH, papel filtro, algodón, etc. 11.- Ausencia de herramientas (martillos, limas, corta-alambre, tijeras, etc.) para uso de los alumnos. 12.- Falta de equipo propio de los laboratorios de Química General, como centrífugas, potenciómetros y bombas de vacío. 13.- Una buena parte del equipo de metal se encuentra corroido, esto incluye espátulas, soportes, rejillas, anillos, etc. 14.- No se cuenta con una repisa para cada mesa donde se coloque la cristalería que se va a utilizar para cada práctica.

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15.- No existe un control cien por ciento efectivo sobre la cristalería que se rompe o se pierde, ni tampoco de quién es el responsable. D.) PROBLEMAS CON LAS PRACTICAS DE LABORATORIO: 1.- Los cursos de Química I y Química II no cuentan con un manual formal de laboratorio, el cual incluya medidas de seguridad, reglamento de disciplina, primeros auxilios, guía para elaboración de reportes y las prácticas debidamente estandarizadas. 2.- Algunas de las prácticas que actualmente se realizan no van sincronizadas con la clase teórica. 3.- Muchas de las prácticas actuales necesitan una revisión profunda para su mejoramiento o sustitución. 4.- No se cumple estrictamente el reglamento de orden y disciplina en la realización de las prácticas. 5.- El horario previsto para la realización de las prácticas se complica debido a la gran cantidad de alumnos que cursan la clase, la capacidad de los salones, la disponibilidad de catedráticos y restricciones por otras asignaturas. E.) PROBLEMAS DE SEGURIDAD: 1.- No existe un control estricto sobre el uso de bata y lentes de seguridad durante la realización de las prácticas. 2.- No se cuenta con alarmas contra incendio ni duchas para emergencias. 3.- Ausencia de un botiquín de primeros auxilios debidamente equipado en cada salón. Unicamente hay uno en la oficina del preparador de los laboratorios, pero ésta se encuentra casi siempre bajo llave. 4.- Los frascos que contienen los diferentes reactivos y soluciones no están debidamente rotulados con una etiqueta que incluya claramente el nombre de la solución, la fecha en que fue preparada, el grado de toxicidad, la fecha de caducidad, etc. 5.- A pesar de la existencia de un procedimiento de disposición de desechos químicos, el mismo no se cumple a cabalidad. Tampoco se les da a los desechos el tratamiento químico respectivo para su eliminación. 6.3 EVALUACION CUANTITATIVA DE LA CAPACIDAD INSTALADA Y RECURSOS DISPONIBLES EN LOS LABORATORIOS DE QUIMICA I y II

CARACTERISTICA EVALUADA

DESCRIPCION DE LAS CONDICIONES OBSERVADAS

PONDERACION

CALIFICA-CION

1. AREA DE TRABAJO 1.1 Módulo de trabajo Cada módulo mide 3.00 metros (3.25 metros)* 25 23 1.2 Espacio disponible Se dispone de 68 metros cuadrados por salón (80 15 10

28

metros cuadrados)* 1.3 Espacio entre mesas Mide 1.50 metros (2.13 metros)* 15 8 1.4 Espacio de trabajo Se dispone de 2.25 metros cuadrados por grupo (4

metros cuadrados)* 25 15

1.5 Ingresos/Egresos Sólo se cuenta con una puerta de 1 metro (2 puertas)*

20 10

100 66 2. INSTALACIONES

2.1 Mobiliario Se carece de lockers, estanterías y gabinetes para almacenar cristalería y reactivos, no hay bancos suficientes, las mesas y escritorios están en mal estado

20

9

2.2 Desagües Se cuenta con uno para cada dos grupos al final de cada mesa, no hay grifos con cuello de ganso

10 5

2.3 Sistama Eléctrico No se cuanta con tomas de 220 V ni CD aunque no son indispensables. El alambrado está bien.

5 5

2.4 Tuberías No utilizan el código de colores 10 5 2.5 Gas Propano Se cuenta con dos tomas en cada mesa. Los

tanques de gas se encuentran en el exterior de los laboratorios expuestos a la intemperie

15

10

2.6 Agua Se cuenta con dos tomas en cada mesa. No hay disponibilidad de agua caliente

15 12

2.7 Agua destilada El suministro es por medio de garrafones. Solamente hay uno en cada salón lo que produce congestiones y desperdicio

15

5

2.8 Vacío No se cuenta con un sistema de tuberías. La bombas de vacío no son suficientes y están en mal estado

10

5

100 56 3. CONDICIONES

GENERALES

3.1 Iluminación natural Se tienen ventanas grandes de un lado y pequeñas en el otro lado.

20 17

3.2 Iluminación artificial

Las lámparas no son adecuadas y están dispuestas en forma perpendicular a las mesas

20

10

3.3 Ventilación Es directa 20 8 3.4 Extracción de Vapores

Se cuenta únicamente con una campana al fondo de cada salón, pero es insuficiente

20

10

3.5 Color de las paredes Las paredes son del color del ladrillo y las columnas color gris concreto ( color blanco)*

20

0

100 45 4. CONDICIONES DE

SEGURIDAD

4.1 Extinguidores Solamente se cuenta con uno por salón al cual no se le da mantenimiento

25 12

4.2 Botiquín Dentro de cada salón no hay ningún botiquín, solamente existe uno en la oficina del encargado

20 10

4.3 Duchas No se cuenta con ninguna ducha 20 0 4.4 Fuentes lava ojos Se cuenta con una en un salón 20 10 4.5 Otros dispositivos No hay ni rociadores de agua ni detectores de

humo 15 0

100 32 5. NUMERO DE En los últimos años se ha tenido un promedio de

29

ESTUDIANTES 44 estudiantes por salón en ambas jornadas, rebasando la capacidad con que fueron diseñados los laboratorios

100 50

* Los valores entre paréntesis son los teóricos.

VARIABLES PONDERACION CALIFICACION FINAL

1. AREA DE TRABAJO 20 13.2 2. INSTALACIONES 20 11.2 3. CONDICIONES GENERALES 20 9 4.CONDICIONES DE SEGURIDAD 20 6.4 5. NUMERO DE ESTUDIANTES 20 10 TOTAL DE LA CAPACIDAD INSTALADA 100 49.8

RECURSOS MATERIALES

DESCRIPCION DE LAS CARACTERISTICAS OBSERVADAS

PONDERACION CALIFICACION

1. Equipo

No se cuenta con potenciómetro ni centrífugas. Las balanzas que se tienen son insuficientes y algunas no están en buen estado.

15

5

2. Cristalería

Se tiene suficiente cristalería pero no es propio del laboratorio de Química.

20

16

3. Materiales

Faltan algunos materiales como toallas desechables, pero en general hay buen suministro de ellos aunque limitado

10

8

4. Reactivos Algunos de ellos tiene tiempo de estar en bodega y hay falta de otros

20 15

5. Manuales de prácticas Se cuenta con hojas sueltas para las guías y no estan estandarizadas. Para Química I se tiene un manual incompleto.

25

12

6.Equipo audiovisual e ilustraciones

El equipo audiovisual propio del laboratorio y el software existente no se utilizan. No hay ilustraciones en buen estado.

10

5

TOTAL 100 61 Como se puede observar, la capacidad instalada de los laboratorios no es óptima. El valor obtenido de 49.8 refleja que se tiene aproximadamente un 50% de lo necesario para que los alumnos trabajen óptimamente en el laboratorio. Otra cosa que se puede inferir es que el laboratorio, a pesar de no estar equipado a cabalidad, ha venido funcionando los últimos años, pero el rendimiento no ha sido el esperado. Los estudiantes sólo han gozado de lo indispensable para realizar su trabajo. En cuanto a los recursos materiales, el valor obtenido de 61, significa que se puede mejorar aún más para obtener resultados satisfactorios. El laboratorio de Química General sí cuenta con recursos materiales necesarios, pero no son los idóneos, ni se les da el manejo adecuado.

30

6.4 ELABORACION DEL MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO DE QUIMICA I y II Se elaboró un manual conteniendo prácticas de Química I y de Química II. La finalidad de ellos es servir de guía para la realización de todas las prácticas de los laboratorios respectivos. El manual que se presenta incluye ocho prácticas (cuatro de cada curso) y se refieren a temas selectos de los contenidos programáticos de dichos cursos (Véase Anexo 5). Las guías elaboradas son sólo una propuesta y fueron realizadas de acuerdo a la capacidad instalada actual de los laboratorios. El manual tiene básicamente la siguiente estructura: Presentación: Da a conocer las intensiones y razón de ser de las prácticas del laboratorio. Introduce al estudiante a cerca de lo que consta el manual y sus objetivos. Reglamento Interno del Laboratorio: Contiene una serie de lineamientos para garantizar que el trabajo dentro de las instalaciones de los laboratorios se haga de una manera ordenada y disciplinada. Trata también de dar normas de trabajo para que el estudiante cuide y mantenga el equipo y cristalería en buen estado y que que su trabajo sea de provecho. Seguridad en el laboratorio: Consta de los lineamientos para el manejo seguro de los reactivos y la cristalería dentro del laboratorio, además incluye consejos para las buenas prácticas en el laboratorio. Guía de Primeros Auxilios en el Laboratorio: Aquí se incluyen los distintos procedimientos de emergencia que se deben seguir en el caso que suceda un accidente durante el trabajo dentro del laboratorio. Las emergencias que contienen son: Envenenamiento, heridas y cortaduras, incendios, lesiones en los ojos y quemaduras. Instructivo para la elaboración del Informe: En esta sección del manual, se describen las secciones que contiene el informe que el estudiante tiene que presentar una semana después de se realización. Son un total de once (11) secciones por informe, ordenadas de tal forma que el estudiante lleve un orden lógico al momento de elaborarlo. Guías de las Prácticas: El manual consta de ocho (8) prácticas, las cuales se elaboraron tomando en cuenta la calendarización y contenidos de cada uno de los progamas de los cursos de Química I y II. Todas las prácticas son del tipo demostrativas debido a las instalaciones con que se cuenta y a la preparación que poseen los alumnos en el área de química. Cada guía esta dividada en siete (7) secciones, las cuales son: ♦ Hoja de trabajo pre-laboratorio: Es una serie de preguntas con los conceptos básicos que el

estudiante debe conocer antes de la realización de la práctica. ♦ Preámbulo: es una breve introducción que incluye parte de la teoría relacionada con la

realización de la práctica. ♦ Objetivos: son los conocimientos científicos que se pretenderán alcanzar en la prática,

enunciados con frases breves. ♦ Equipo, materiales y reactivos: Consta de una lista del equipo (balanzas, potenciómetros, etc.) y

los elementos de cristalería (beakers, pipetas, tubos de ensayo, etc.), los materiales (papel pH, papel filtro, cinta adhesiva, etc.) y todos los reactivos (sólidos y líquidos) que serán utilizados en la ejecución de la práctica.

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♦ Procedimiento: Es la lista ordenada de los pasos a seguir para la ejecución de la práctica, se incluye una hoja de resultados, donde se anotarán los datos obtenidos.

♦ Reporte: Contiene una serie de preguntas y problemas relacionados con la práctica que el alumno debe resolver posteriormente para su presentación en el informe respectivo.

♦ Referencias Bibliográficas ♦ Anexos: Incluye material suplementario que sirve como apoyo teórico para la comprensión y

ejecución de la práctica. No todas las prácticas contienen anexos. Alternativas para la minimización de los desechos en los laboratorios: Presenta una serie de recomendaciones generales para el manejo de desechos de laboratorio y opciones para la minimización de los mismos (solventes, reactivos sin usar, productos de reacción y contaminados). Para la elaboración de algunas de estas secciones se partió del manual ya existente en el año 1996 y la consulta con otras fuentes como complemento, especialmente con la autopista de la información (internet). Este material puede verse en el Anexo 6. A continuación se describirán en forma breve cada una de las prácticas que se incluyen en el manual: Práctica # 1: Familiarización con el Equipo de Laboratorio. Esta práctica es importante y pretende introducir al estudiante de primer ingreso a la Facultad de Ingeniería con el manejo de la cristalería de uso más frecuente en el laboratoio como lo son Beakers, Erlenmeyers, Probetas, Pipetas, etc. Cristalería con la que ha tenido poco o ningún contacto a nivel diversificado, ya que son escasos los establecimientos educativos a este nivel que cuentan con un laboratorio adecuado. El tiempo aproximado de realización de esta práctica es de 2 horas 5 minutos. Práctica # 2: Cambios Físicos y Químicos.Esta práctica pretende comprobar que las sustancias al sufrir cambios físicos no alteran su composición, mientras que al sufrir cambios químicos alteran su composición, creando de esta manera nuevas sustancias. Además demuestra una de las reglas más fundamentales, la ley de conservación de la masa, la cual enuncia que la masa de los reactivos es igual a la de los productos. El tiempo aproximado de realización de la práctica es de 1 hora con 55 minutos. Práctica # 3: Determinación de la Fórmula Empírica de un Compuesto. El objetivo de esta práctica es que los estudiantes determinen de forma experimental la fórmula empírica del cloruro de zinc. El tiempo de realización de la práctica es de 2 horas con 5 minutos. Práctica # 4: Entalpía de una Reacción Química. La práctica de entalpía de una reacción química muestra al estudiante los cambios de energía que involucra una reacción. Lo introduce al concepto de la entalpía mediante la medición de la misma de una solución del hidróxido de sodio y su neutralización con ácido clorhídrico. También comprueba experimentalmente la ley de Hess, utilizando como reactivos el hidróxido de sodio y el ácido clorhídrico. El tiempo de realización de la práctica es de 2 hora con 5 minutos. Práctica # 5: Propiedades del Estado Líquido. En esta práctica se permite la observación de dos fenómenos propios de un líquido como lo son la vaporización y la condensación. La operación unitaria que permite la observación de dichos fenómenos al mismo tiempo es la destilación. Se destila café soluble y se analizan distintos destilados a distintas temperaturas y el remanente.

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El tiempo aproximado de realización de la práctica es de 2 horas con 15 minutos. Práctica # 6: Preparación de Soluciones. Pretende que el estudiante utilice las técnicas en la preparación de soluciones acuosas a partir de un líquido, partiendo de un sólido y soluciones estándar. En esta práctica se incluyen solo las unidades físicas como % p/p, p/v y v/v. El tiempo aproximado de realización de la práctica es de 2 horas con 25 minutos. Práctica # 7: Titulaciones Acido-Base. La práctica comprueba que la técnica de titulación ácido - base es una de las más útiles, ya que se puede determinar con exactitud la concentración de una solución desconocida. También da a conocer al estudiante la utilidad de los indicadores en el análisis químico. La práctica consta de una titulación con ácido fuerte utilizando una solución de hidróxido de sodio 0.1 N como solución tituladora y ácido sulfúrico como la solución de composición desconocida, en la segunda parte se utiliza la misma solución de hidróxido de sodio y una solución de ácido acético de composición desconocida. Es indicador utilizado es la fenoftaleína. El tiempo aproximado de realización de la práctica es de 2 horas con 10 minutos. Práctica # 8: Titulaciones Redox.Pretende comprobar la utilidad de las reacciones redox mediante la determinación de la cantidad de hierro en una muestra desconocida, utilizando una solución de permanganato de potasio como solución tituladora y se utiliza el ácido sulfúrico y el ácido fosfórico como disolventes. El tiempo aproximado de la práctica es de 2 horas con 15 minutos. Un inventario de toda la cristalería, el equipo y los materiales necesarios para la realización de estas ocho prácticas propuestas se presenta en el Anexo 7. Los reactivos químicos necesarios se muestran en el Anexo 8. VII. CONCLUSIONES

1. Los laboratorios de Química I y II de la Facultad de Ingeniería no reúnen los requerimientos adecuados, en cuanto al área de trabajo, instalaciones, condiciones generales, de seguridad y disponibilidad de recursos materiales.

2. En los últimos cinco (5) años, la población estudiantil que cursa las asignaturas de Química

I y Química II ha crecido en forma logarítmica. Esto hace que los dos salones con los que se dispone para el laboratorio de dichas asignaturas sean insuficientes para albergar tal cantidad de estudiantes.

3. Según la proyección realizada, se observa que de continuar el crecimiento con el mismo

comportamiento, se tiene que para el año 2001, la cantidad de estudiantes que cursará la asignatura de Química I serán de 721 en el primer semestre y 438 en el segundo semestre de dicho año. Mientras tanto, para la asignatura de Química II serán de 162 el primer semestre y 210 para el segundo semestre. Por lo tanto, se necesitará que se implementen más salones de laboratorio, así como contratación de instructores y compra de mayor cantidad de equipo, cristalería y reactivos.

4. La evaluación cuantitativa de la capacidad instalada de los laboratorios de Química I y II

proporcionó un valor total de 49.8 en una escala que va de 0 a 100, lo cual refleja que los laboratorios sólo cumplen requerimientos imprescindibles para poder trabajar en ellos, sin

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proporcionar requerimientos de seguridad, comodidad y condiciones de trabajo para garantizar la protección de alumnos y personal docente, el aprovechamiento de las actividades allí realizadas y el logro de resultados satisfactorios.

5. En cuanto al manejo y disponibilidad de recursos materiales, se obtuvo un valor de 61, lo

que demuestra que el uso de éstos no son los ideales para que el funcionamiento de los laboratorios sea eficiente.

6. El tipo de prácticas contenidas en los manuales de laboratorio son del tipo demostrativo, ya

que el nivel de educativo de los alumnos de primer ingreso es deficiente en el área de química, por lo que no están preparados para realizar prácticas de un nivel de dificultad mayor o de investigación.

VIII. RECOMENDACIONES I. Si no se cuentan con los recursos monetarios necesarios para aumentar la capacidad actual

de los laboratorios de Química I y II, se debería limitar la cantidad de estudiantes que ingresen a la facultad.

II. El manual que se diseñó, tiene como objetivo el ayudar a la organización de las actividades

realizadas en los laboratorios, de modo que se tenga un mejor orden y control, tanto para los catedráticos como para los estudiantes. Por lo tanto, se recomienda su reproducción e implementación a corto plazo.

III. Debido al número de estudiantes que utilizan las instalaciones de los laboratorios, se

recomienda la contratación de un auxiliar que respalde el trabajo del instructor, de modo que sea un apoyo para los estudiantes y ayude en todo lo relacionado con la calificación de los reportes, orden y disciplina dentro del salón, revisión del trabajo pre-laboratorio, así como del equipo, materiales, reactivos y cirstalería a utilizar, etc.

IV. Para mejorar la capacidad instalada, es esencial hacer un proyecto general que implemente

las medidas necesarias para dar solución a los problemas encontrados en cada aspecto considerado en la evaluación realizada. Lo ideal sería el diseño, evaluación y realización de un proyecto para construir un edificio formal que albergue a todos los laboratorios del área de Ingeniería Química Industrial, dotado de todos los servicios e instalaciones necesarios, así como salones de clases, oficinas, biblioteca, etc. Dado que lo anterior requeriría una fuerte inversión monetaria, se recomienda implementar a corto plazo un proyecto de readecuación de los laboratorios de Química General, dentro de las instalaciones actuales. Dicho proyecto podría incluir los siguientes aspectos: A. Colocación de gabinetes de metal o madera debajo de las mesas de trabajo actuales

para guardar la cristalería propia de cada salón, debidamente ordenada. B. Adquisición de una estantería para que los alumnos coloquen ahí sus útiles y

artículos personales. C. Instalación de un grifo de cuello de ganso a los lavabos. D. Revisión y aislamiento al sistema eléctrico. E. Identificar las tuberías de acuerdo a la norma ICAITI 19017 (véase Anexo 9 )

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F. Instalación de un dispositivo más adecuado para dispensar el agua destilada. G. Cambiar las lámparas incandescentes actuales, por unas de luz de día y colocarlas

en forma paralelas a las mesas de trabajo. H. Colocar un ventilador, extractor de vapores en cada salón de laboratorio. I. Pintar de color blanco mate las paredes. J. Adquirir un extinguidor en el salón que hace falta y darle el mantenimiento

adecuado al actual. K. Instalar un Botiquín en cada salón que contenga todos los medicamentos y

materiales de primeros auxilio necesarios (véase el Anexo 10) L. Instalar una ducha de emergencia en cada salón y darle el mantenimiento necesario. M. Colocar en el salón que hace falta una fuente lavaojos.

N. Colocación de detectores de humo tanto en el salón de laboratorio, como en la bodega.

O. Implementar mejoras en las prácticas de almacenamiento de los reactivos químicos que se utilicen (véase anexo 11)

V. Se recomienda la consulta con expertos en provisión de equipo de laboratorio que

proporcionen varias alternativas para su posterior evaluación económica. VI. Actualmente los tanques que proveen a los laboratorios de gas propano se encuentran a la

intemperie, representado de esta manera, un peligro latente para los estudiantes y catedráticos. Es por esta razón que se recomienda que se construya un recinto adecuado y seguro donde sean colocados dichos tanques.

VII. Debido a que los laboratorios son parte de una Universidad privada, estas instalaciones

debieran de proporcionar los requerimientos óptimos para lograr que los estudiantes reciban una preparación integral para su desarrollo como futuros profesionales. Por lo cual se hace un llamado a las autoridades correspondientes para su mejoramiento continuo.

VIII. Ya que se cuenta con un material audiovisual, debe dársele uso y aprovecharse como

material didáctico de apoyo para la realización de las prácticas y aprendizaje de las medidas de seguridad para el trabajo en el laboratorio. Un ejemplo de lo anterior se presenta en el Anexo 12.

IX. El software de simulación de prácticas de laboratorio con el que cuenta la facultad de

Ingenieria debe ser utilizado en beneficio de los estudiantes, ya que potencial didáctico muy elevado. Actualmente existe una gran variedad de herramientas de la informática con fines pedagógicos que están siendo utilizados en países desarrollados, un ejemplo de lo anterior se demuestra en el Anexo 13.

X. En las siguientes páginas se presenta el manual que se preparó con 8 prácticas propuestas de

los cursos de Química I y II.

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UNIVERSIDAD RAFAEL LANDIVAR

FACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA QUIMICA INDUSTRIAL

MANUAL DE

PRACTICAS DE LABORATORIO

PARA QUIMICA I Y II

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ELABORADO POR:

AIDA MARIA CARCAMO PINTO

I. PRESENTACION Este “Manual de Laboratorio de Química I y II” es un esfuerzo conjunto de la Facultad de Ingeniería por poner en contacto al estudiante con la experimentación química, de manera de integrar los conocimientos teóricos contenidos en el programa de la asignaturas de Química I y II con la práctica, tratando de ampliar o comprobar los conocimientos adquiridos, desarrollar habilidades y destrezas básicas en el uso de material, cristalería y equipo utilizado en el laboratorio. Las prácticas que se presentan en este manual han sido elaboradas tomando como base que la gran mayoría de estudiantes de primer ingreso a la Facultad no han tenido contacto alguno con la experimentación química, ni el trabajo en el laboratorio. Las guías aquí presentadas permitirán que los estudiantes progresivamente, adquieran y desarrollen sus habilidades y destrezas. El manual incluye 8 prácticas de laboratorio que van de acuerdo al programa establecido los cursos de Química para 1996. Cada práctica tiene una estructura estandarizada y consta de varias secciones, primero se encuentra un preámbulo, consistente en información básica que introduzca al estudiante al tema expuesto en la práctica. Después, los objetivos de la práctica, conocimientos científicos básicos que se pretende alcanzar en la práctica; el equipo, materiales y reactivos, necesarios para la realización del laboratorio en cuestión; un procedimiento, en donde el estudiante se guía paso por paso en la práctica; un reporte, anexo (cuando es necesario) y bibliografía. Además de las guías, se incluye un reglamento interno del laboratorio, reglamento de seguridad, guía de primeros auxilios y un instructivo para la elaboración del informe, así como también, alternativas para la minimización de los desechos en los laboratorios. Las prácticas de laboratorio contenidas en este manual son:

1. Familiarización con el Equipo de Laboratorio 2. Cambios Químicos y Físicos 3. Determinación de la Fórmula Empírica de un Compuesto 4. Entalpía de una Reacción Química 5. Propiedades del Estado Líquido 6. Preparación de Soluciones 7. Titulación Acido - Base 8. Titulaciones Redox

Es de relevante importancia saber que la elaboración de este manual no constituye un trabajo propio, sino más bien, un compendio de prácticas, extraídos de manuales de distintas universidades y libros de texto.

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II. REGLAMENTO INTERNO DEL LABORATORIO Es indispensable que en el laboratorio de Química General los estudiantes sigan ciertas normas de conducta, ya que del cumplimiento de las mismas dependen el orden y provecho del trabajo. Asimismo, es de importancia señalar que para que usted y sus compañeros trabajen con seguridad y comodidad, debe seguir determinados procedimientos de trabajo ya establecidos. Las normas que se deben seguir en el desarrollo de cada una de las sesiones de laboratorio son las siguientes: I. Los grupos de laboratorio se conformarán de acuerdo al criterio que establezcan los

catedráticos encargados de cada curso, cuidando de no exceder la capacidad del salón. II. No se permitirá la permanencia en el laboratorio de ninguna persona ajena a la actividad

docente que se desarrolla en cada práctica. III. Siempre se debe mantener un comportamiento profesional dentro de las instalaciones de

laboratorio. IV. No se permitirá la entrada tarde al laboratorio a ningún estudiante qeu llegue con 10

minutos de retraso (como máximo) de la hora estipulada para iniciar la práctica. V. Solamente se aceptará como máximo de ausencias el 20 por ciento del número total de

prácticas realizadas en cada ciclo. VI. Previo a la realización de cada práctica, el estudiante deberá leer el instructivo de la misma,

que se encuentra contenido en este manual. Primeramente, debe completar el cuestionario pre-laboratorio, que se encuentra antes de cada práctica. Debe analizar despacio cada objetivo de la práctica, para tener claro la intención de la misma. Luego, leerá cuidadosamenteel procedimiento cuantas veces sea necesario y elaborará un diagrama de flujo del mismo en su cuaderno de laboratorio. Por último, deberá realizar revisiones bibliográficas, a fin de obtener la información necesaria para el desarrollo de la práctica.

VII. Para tener derecho a ingresar al laboratorio y realizar la práctica respectiva, el estudiante

debe cumplir obligatoriamente con los siguientes requisitos:

A. Efectuar lo indicado en el inciso anterior. B. Entregar resuelto el cuestionario pre-laboratorio. C. Vestir bata de laboratorio, de mangas largas y de algodón. El color queda a su

discreción, pero se prefiere el color blanco.

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D. Llevar el manual de laboratorio y un cuaderno tipo universitario, tamaño carta, que le servirá para hacer las anotaciones respectivas y que debe contener el diagrama de flujo del procedimiento de la práctica a realizarse.

E. Llevar el reporte completo de la práctica anterior y cualquier tipo de material que se

le solicite con anterioridad. VIII. Los materiales que cada grupo de trabajo debe tener siempre para la realización de las

prácticas son: un rollo de toallas higiénicas absorbentes y una carterita de fósforos. IX. El trabajo en el laboratorio se debe realizar en silencio, con orden y disciplina. En caso

contrario, el instructor de laboratorio, haciendo uso de su autoridad, aplicará las sanciones disciplinarias correspondientes, de acuerdo al reglamento de disciplina de la universidad.

X. Sobre la mesa de trabajó únicamente deben estar los materiales que se estén utilizando. XI. Los frascos de los reactivos deben colocarse en su sitio correspondiente, inmediatamente

después de ser utilizados. XII. Las cantidades de reactivo que se extraigan de los frascos no deben exceder las necesarias

para realizar los experimentos, ya que lo que sobre de reactivo, no debe verterse de nuevo en el recipiente original, por existir la posibilidad de contaminación.

XIII. Los materiales desechables, tales como: papel pH, papel filtro, fósforos, etc. deben ser

depositados en el basurero respectivo. Los reactivos y mezclas ya utilizadas, deben descartarse en los recipientes destinados para ello, de acuerdo a la acidez o alcalinidad de la sustancia, para su posterior tratamiento y nunca deben verterse al fregadero.

XIV. La cristalería debe lavarse cuidadosamente antes y después de efectuada la práctica. XV. Cada estudiante es responsable de la cristalería y el equipo que utilice. En caso de pérdida o

deterioro deberá informarse inmediatamente al instructor y luego, reponer el material o equipo dañado.

XVI. Está terminantemente prohibido el ingreso al laboratorio de: equipos de sonido con

audífonos, todo tipo de comida o bebidas y cigarrillos. XVII. Si el estudiante debe ausentarse temporalmente del laboratorio tendrá que obtener

autorización previa de su instructor. XVIII. Es estrictamente obligatorio que el estudiante cumpla con las medidas de seguridad

indicadas en la ejecución de cada una de las prácticas de laboratorio. XIX. Los reportes de las prácticas llevadas a cabo deben ser presentados una semana después de

la realización de las mismas, conforme a los lineamientos contenidos en este manual. XX. En todo momento debe mantenerse un comportamiento serio dentro de las instalaciones del

laboratorio y en las áreas cercanas, ya que todo tipo de bromas y juegos puede provocar un accidente de graves consecuencias.

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XXI. Después de terminar cada práctica, toda la cristalería debe dejarse debidamente lavada y sin residuos de jabón, las llaves de agua y gas completamente cerradas, las luces apagadas y el equipo utilizado, así como el área de trabajo, perfectamente limpios.

III. REGLAMENTO DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO 1. Los estudiantes no deben comprobar la temperatura de la cristalería como beakers, erlenmeyers,

tubos de ensayo, etc.; con las manos, ya que los mismos no parecen estar calientes. 2. Los tubos de ensayo deben calentarse con un fuego lento y en una posición que forme un

ángulo de 45° con la horizontal, nunca en dirección a una persona, ya que las burbujas de vapor pueden expulsar el contenido violentamente.

3. La dilución de bases o ácidos concentrados debe hacerse virtiendo primero el agua y añadiendo

después el ácido o la base, ya que de la manera contraria se produce mucho calor, el mismo que puede expulsar el contenido hacia afuera.

4. La lubricación con agua, glicerina u otros lubricantes para los termómetros o tubos de vidrio es

importante al introducir los mismos en tapones de hule perforados o mangueras. La mano debe protegerse e introducir el material de forma rotativa.

5. Las sustancias no deben olerse directamente del recipiente que las contiene. Deben colocarse

cerca de la cara y con la mano acercar los vapores. Lo anterior es muy importante cuando las sustancias son tóxicas o irritantes.

6. El estudiante debe protegerse con bata larga de mangas largas, lentes de protección y guantes

(en el transporte de sustancias calientes) siempre que trabaje en el laboratorio, ya que de lo contrario puede causarse daños graves.

7. Para evitar la contaminación del ambiente, el estudiante debe evitar el descarte de las sustancias

utilizadas en el laboratorio (bases, ácidos con sales disueltas, solventes y otros) en el fregadero. Estas sustancias deben colocarse en recipientes adecuados para su posterior tratamiento.

8. La etiqueta del frasco de cualquier reactivo debe leerse antes de utilizar su contenido. 9. Para evitar la contaminación de los reactivos, el estudiante debe descartar el sobrante de los

mismos y no retornarlo al recipiente original. 10. Se debe utilizar una pipeta, gotero o espátula distinta para cada reactivo, evitando de esta

manera la contaminación de los reactivos. 11. Las tapaderas de los frascos de los reactivos no deben colocarse con la parte interior que está en

contacto directo con el reactivo sobre la mesa. 12. Las sustancias inflamables o volátiles deben mantenerse lejos de las fuentes de calor.

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13. Si la cristalería se encuetra sucia, influirá directamente en los resultados de la práctica, por eso el estudiante debe limpiar la misma antes de cada práctica.

14. El estudiante debe efectuar toda operación de sustancias nocivas bajo la campana. 15. Debe escuchar las indicaciones de su instructor al trabajar con sustancias como el mercurio,

fósforo rojo, anhídrico fosfórico, cloruro de aluminio y otros. 16. Cuando trabaja con metales alcalinos debe procurar que entren en contacto con el agua, el

sobrante de estos materiales debe devolverse a su instructor. 17. Coloque los recipientes frágiles o los que contengan sustancias peligrosas sobre superficies

seguras. 18. Los recipientes de paredes delgadas no son apropiados para utilizarse en caso que se desee

reduccir de presión dentro de los mismos. Los recipientes adecuados para esto son los de paredes gruesas, cilíndricas y resistentes.

19. Los recipientes calientes deben colocarse sobre una placa aislante, de esta manera se evitan las

quemaduras en la mesa. 20. Se deben utilizar pantallas metálicas para recipientes propensos a estallar con facilidad. 21. Antes de iniciar la descomposición de una sustancia, debe realizar un calentamiento inicial con

unos miligramos de la misma, de esta manera se observa el comportamiento por calentamiento o percución.

22. La cristalería del tipo volumétrica no debe calentarse, ya que de esta manera se afecta su

graduación y existe el peligro de romperlos. Los recipientes que se pueden calentar son los que fueron hechos con vidrio del tipo pyrex, kimax o vickor; también los recipientes de porcelana y otros en los cuales se indica que son resistentes al calor. Al efectuar un calentamiento con agua por Baño María o con arena se reduce el peligro de dañar un instrumento, sin embargo este calentamiento solo funciona para algunos rangos de temperatura.

23. Los reactivos sólidos deben sacarse con una espátula o cucharita, nunca debe sacarlo dándole

vuelta al frasco, porque de esta manera se corre el riesgo de obtener mucho desperdicio.

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IV. INSTRUCTIVO PARA LA ELABORACION DEL INFORME

1. PRESENTACION DEL INFORME El informe de práctica realizada debe presentarse escrito a máquina o en computadora, en hojas de papel bond blanco tamaño carta, sin formato, ocho días después de haber sido realizada. El informe deberá asegurarse con grapas dentro de un folder tamaño carta. 2. CARATULA O PORTADA Identifica el informe, indicando nombre de la práctica, fecha de realización, nombre del alumno de la siguiente manera: Margen superior izquierdo: Universidad Rafael Landivar Facultad de Ingeniería Area de Química: nombre del curso Nombre del catedrático Centro de la hoja: Número de la Práctica NOMBRE DE LA PRACTICA Margen inferior derecho: Nombre del estudiante Número de Carné: Fecha de la realización de la práctica 3. TRABAJO PRELABORATORIO Se deberá fotocopiar la hoja pre-laboratorio de cada práctica, debidamente contestada y firmada por el instructor el día que se realizó la práctica. No será recibido ni calificado ningún reporte sin esta hoja adjunta. 4. INTRODUCCION Tiene por objeto ayudar al instructor a identificar fácil, rápida y exactamente el contenido del informe. Primero debe indicar el propósito de la práctica que fue realizada, describe el tema de estudio y lo que se pretende obtener, y luego relata el método experimental. De último se escriben los principales resultados que se obtubieron así como la descripción de las principales conclusiones. La clave para describir una buena introducción es utilizar un lenguaje claro, conciso e informativo. Puesto que contiene las principales conclusiones, la introducción se escribe después de haber completado el informe. 5. OBJETIVOS No se trata de copiar los objetivos del instructivo. Los objetivos son los conocimientos científicos que se pretendió alcanzar en la práctica, enunciados con frases breves. Aquí se deberán escribir aquellos contenidos teóricos o habilidades adquiridos y que no fueron explicitados en los objetivos de la práctica. 6. RESULTADOS

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Aquí se presentan en su expresión mínima los datos calculados, en forma de oraciones, tablas de datos, gráficas, cuadros, etc. 7. DISCUSION DE RESULTADOS Consiste en un análisis, comparación e interpretación de los resultados obtenidos. A cada resultado corresponde una discusión. A pesar de que las observaciones experimentadas se deben ver de la forma más objetiva posible, su interpretación y organización son subjetivas. Puede construirse la discusión de resultados en dos partes: Primero: El relato de los resultados. En esta parte se deben de responder preguntas como ¿Qué tan confiable fue la técnica experimental?, ¿Qué tan confiable es el equipo que se utilizó?, se debe de destacar los alcances y limitaciones prácticas de los datos. Todo ello, ayudará a la validez de los resultados obtenidos. Segundo: Se debe analizar la consistencia de los datos, es decir relaciones y tendencias de los datos, si los hubiere. Particularmente, el alumno debe comparar sus resultados con los datos de la literatura. Se deben explicar la razón de diferencias existentes a los datos esperados, así como una discusión del análisis de error. 8. CONCLUSIONES Son deducciones derivadas del análisis o la interpretación de los resultados de la práctica que se realizó. Todas las conclusiones deben ser tabuladas como oraciones breves, concretas y concisas, evitando así trivialidades. En esta parte del informe indique si usted logró alcanzar los objetivos previstos (parcial o totalmente). 9. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Enumerará de conformidad con las normas establecidas, la literatura consultada. Se establece un mímino de tres (3) textos consultados por práctica. 10. CUESTIONARIO Resolverá correctamente las preguntas y/o problemas planteados en el instructivo en la sección ”V. REPORTE”. 11. ANEXOS Incluye material para entender el trasfondo del informe. Todo anexo deberá contener el diagrama de flujo del procedimiento que fue utilizado en la realización de la práctica y los cálculos realizados para obtener los resultados. Además, se pueden adjuntar figuras, diagramas, fotografías, fotocopias de recortes que se crean convenientes y que estén relacionados con el tema de la práctica.

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V. GUIA DE PRIMEROS AUXILIOS EN EL LABORATORIO

1. ENVENENAMIENTO: 1.1 Líquidos o sólidos : Si no han sido tragados, proceda a devolverlo inmediatamente y lave la boca repetidamente con bastante agua corriente. Si ya han sido tragados, recurra a un médico inmediatamente, mientras llega se debe suministrar un antídoto, de acuerdo a la naturaleza del veneno. Si se trata de un ACIDO, haga que el accidentado ingiera mucha agua, para diluirlo y luego, que ingiera leche de magnesia, para neutralizarlo. Se puede tomar leche, pero nunca un emético (que provocan el vómito). Si la sustancia es un ALCALI, dilúyalo ingiriendo suficiente agua y luego un líquido ácido ( como vinagre, jugo de limón o de naranja, una solución de ácido láctico o cítrico), pero nunca un emético (vomitivo). También en este caso puede ingerir leche. Si la sustancia tragada en un compuesto de MERCURIO O ARSENICO, debe suministrarse inmediatamente un emético, por ejemplo, una cucharadita de mostaza, sal o sulfato de cinc en un poco de agua tibia. Si se trata de sales de METALES PESADOS, de debe ingerir bastante leche o una clara de huevo. 1.2 Inhalación de gases: Lleva a la víctima inmediatamente a una atmósfera abierta (al exterior de los laboratorios), alejándola del lugar de envenenemiento. Aflojele la ropa. Si ha inhalado vapores de CLORO O BROMO, haga inhalar a la víctima vapores de amoníaco o hacer gárgaras de una solución de hidrogenocarbonato de sodio. Luego, se debe ingerir una solución tibia de algún refrescante para los pulmones o la garganta. Si se produce vómito coloque a la víctima de costado. Revise constantemente la respiración, si ésta se detiene, proceda a la respiración artificial o recurra inmediatamente a un médico. 2. HERIDAS Y CORTADURAS: Si la herida es pequeña, déjela sangrar durante algunos segundos, compruebe que no quedan partículas de vidrio u otro material adentro de la piel. Lave con suficiente agua la zona afectada y luego, un desinfectante. Aplique presión directa sobre la herida (no más de cinco minutos) y eleve el miembro afectado, si es posible. Ya que cese la hemorragia, aplique una venda de presión en el área . Si la herida es mayor, lave con agua y desinfectante y aplique presión en un lugar inmediatamente anterior a la herida y por último coloque una venda. Luego, es recondable consultar un médico. 3. INCENDIOS: Para que ocurra fuego, en necesario que se reúnan tres elementos al mismo tiempo: una fuente de calor, un material combustible y aire (oxígeno). Agotando éste último es como generalmente se extingue un incendio. 3.1 Ropa incendiada: Tranquilice a la víctima y evite que se mueva mucho y que no corra, porque si lo hace alimenta las llamas. Recueste a la víctima en el suelo, en un espacio abierto y cubra las llamas con una frazada o algo similar para sofocar el fuego.

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3.2 Reactivos en llamas : Aleje de la zona todo lo que sea inflamable, apague los mecheros y deconecte los aparatos eléctricos. El control y extinción del fuego depende de su clase y tamaño. Un incendio menor, como por ejemplo, un líquido en un recipiente o un baño de aceite, se extingue cubriendo el recipiente con una placa de amianto o una pequeña placa de Fibrolit. Para un incendio mayor , puede usarse arena seca. En el salón de laboratorio debe haber un recipiente con arena seca para estos casos. Una vez utilizada ésta, debe descartarse, por contener sustancias volátiles e inflamables. También pueden usarse extinguidores cargados con dióxido de carbono (u otra sustancia a presión) o espuma. Estos son muy efectivos. Si el incendio es producido por una sustancia volátil (como aceites y líquidos orgánicos) nunca use agua, pues puede propagar más el fuego. Una mezcla de arena y carbonato de sodio es muy efectiva. 4. LESIONES EN LOS OJOS: En cualquier caso es preferible recurrir con un oftalmólogo. Sin embargo, si ocurre este tipo de emergencia en el laboratorio, se puede proceder a lo siguiente, dependiendo el tipo de sustancia que afecte al ojo: 4.1 Acidos : Si se trata de un ácido diluído, lave el ojo afectado repetidamente con una solución al 1 por ciento de hidrogenocarbonato de sodio, usando una copa. Si el ácido es concentrado, lave previamente el ojo con gran cantidad de agua (en el lava-ojos) y después con la solución mencionada de hidrogenocarbonato de sodio. 4.2 Alcalis : Se debe proceder de la misma forma que el caso anterior. 4.3 Bromo : Lave el ojo con suficiente agua (preferiblemente en el lava-ojos) y luego, con una solución al 1 por ciento de hidrogenocarbonato de sodio. 4.4 Restos de vidrio : Primeramente calme a la persona afectada e inmovilícela. Si es posible retire muy cuidadosamente las partículas de vidrio con unas pinzas o con lavados con bastante agua, utilizando una copa pequeña. Este procedimiento es muy arriesgado y es preferible llamar a un médico inmediatamente. 5. QUEMADURAS: Se deben tratar según la forma en que se produjeron: 5.1 Quemaduras causadas por objetos calientes o llamas: Para el caso de quemaduras leves, donde la piel no se ha desgarrado, aplique inmediatamente gel de ácido tánico, picrato de butesín o pasta lasar. Si fuera necesario, vende el área afectada sin utilizar algodón. Si la quemadura ocasiona un dolor fuerte, aplique una compresa de una disolución al 30 por ciento de acetato de aluminio hasta que disminuya el dolor. Luego se seca la piel y se aplica algún ungüento o talco antiséptico. Si la quemadura es muy grave y presenta daño serio de la piel, aplique una solución al 10 por ciento de hidrogenocarbonato de sodio y recurra a un médico cuanto antes. 5.2 Quemaduras causadas agentes químicos : Lo primero que se debe hacer es lavar inmediatamente el área afectada con abundante agua seguido de un lavado con una solución de una sustancia capaz de neutralizar el agente responsable. Los tratamientos específicos según el agente causante de la quemadura son:

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5.2.1 Alcalis y ácidos: Primeramente lave el área con bastante agua. Si se trata de un ácido, aplique posteriormente con una solucion saturada de hidrogenocarbonato de sodio y déjela en la piel por 15 minutos. Lave nuevamente con agua. Seque la piel y aplique un ungüento refrescante. En el caso de los álcalis, debe lavar la parte afectada con una solución saturada de ácido bórico o ácido acético al 1 por ciento y por último, con agua. Seque y aplique algún ungüento. 5.2.2 Bromo: Lave inmediatamente el área afectada con mucha agua o éter de petróleo. Posteriormente lave con una solución al 2 por ciento de tiosulfato de sodio o fenol al 1 por ciento. Cubra la zona afectada con glicerina y aplique un ungüento refrescante. 5.2.3 Sodio: Retire los fragmentos de sodio que permanezcan en la piel con una pinzas y lave con bastante agua. Luego lave con una solución al 1 por ciento de ácido acético y cubra con una gasa mojada con aceite de cocina o gel de acriflavina. 5.2.4 Fósforo: Lave con agua fría y luego trate con una solución de nitrato de plata al 1 por ciento o una de sulfato cúprico al 2 por ciento. 5.2.5 Sustancias orgánicas: Lave con suficiente agua y luego con etanol. Enjuague nuevamente con agua tibia y jabón.

PRELABORATORIO #1

FAMILIARIZACION CON EL EQUIPO DE LABORATORIO 1. ¿Qué instrumentos se utilizan para medir volúmenes de líquidos? ¿Qué unidades de medida se utilizan?

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2. Investigue y presente una tabla en donde se comparen los múltiples y submúltiplos de las unidades de volúmen en el sistema internacional, inglés y métrico decimal. 3. ¿Por qué se forma el “menisco”? 4. Enumere 5 piezas de cristalería de uso más frecuente en el laboratorio. - - - - -

LABORATORIO QUIMICA I

PRACTICA # 1 FAMILIARIZACION CON EL EQUIPO DE LABORATORIO

I. PREAMBULO

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En cualquier laboratorio de química, sin importar la complejidad del experimento, se hace uso de elementos de cristalería y equipo muy diverso. Cada elemento de cristalería tiene una forma y un uso específico, y también, una técnica especial de manipulación. El término cristalería, se refiere a todas las piezas de vidrio y porcelana. Este vidrio posee características especiales, tales como resistencia a temperaturas bajas y elevadas, resistencia a la acción de los reactivos químicos que contienen, etc. La cristalería de laboratorio más comúnmente utilizada está fabricada de vidrio de borosilicato, ya que este compuesto es estable a cambios de temperatura o a soluciones calientes. Las piezas de cristalería de uso más frecuente en el laboratorio son: Beakers, Probetas, Pipetas, Buretas, Erlenmeyers, Embudos, Vidrios de Reloj, Varillas agitadoras, Balones aforados, Morteros y Crisoles, etc. II. OBJETIVOS Al finalizar la práctica, el estudiante deberá estar en la capacidad de: 1.Identificar por su nombre y forma, los distintos elementos de cristalería utilizados en el laboratorio. 2. Utilizar de la mejor manera posible la cristalería. III. EQUIPO, MATERIALES Y REACTIVOS • Beakers de 100 y 250 mL (1 de c/u). • Erlenmeyers de 250 y 125 mL (1 de

c/u). • Probeta de 50 mL (1). • Agitador de vidrio (1) • Bureta de 50 mL (1) • Soporte • Pinzas para bureta (1) • Pinzas para tubos de ensayo (1) • Solución coloreada • Balón de destilación de 250 mL • Pipeta de 10 mL (1) • Embudo de vidrio

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IV. PROCEDIMIENTO 4.1. Elementos de Cristalería a) Lave la cristalería adecuadamente antes de utilizarla. b) Tome dos beakers de distinta capacidad (por ejemplo uno de 100 mL y otro de 250 mL) y mida 50 mL de agua destilada en cada uno. c) Tome dos erlenmeyers de distinta capacidad (por ejemplo uno de 125 mL y otro de 250 mL) por separado y mida 50 mL de agua destilada en cada uno. d) Traslade a la probeta (con ayuda de un embudo y agitador) los volúmenes medidos en los beakers y los erlenmeyers (uno a la vez) y anote el volumen que se lee en la hoja de resultados. e) Note si hubo alguna diferencia entre cada beaker y entre cada erlenmeyer respecto a la medición en la probeta y anote su comentario al respecto. f) Mida volúmenes de 5.0 y 10.0 mL de agua en la probeta. g) Atienda la explicación sobre el uso correcto de la pipeta. h) Extraiga con sumo cuidado, con ayuda de la pipeta el volumen de agua contenida en la probeta y compruebe la exactitud de la medida, anote los resultados. NOTA: trate que todo el líquido de la probeta sea extraído, ya que de lo contrario ésto afectará sus mediciones. i) Descargue completamente la pipeta a diferentes velocidades unas cuatro o cinco veces, de manera que adquiera habilidad en el uso de este elemento. j) Lave adecuadamente la bureta. Llene la bureta con la solución coloreada que se le proporcione hasta su capacidad máxima. Luego instale la bureta en el soporte con la ayuda de las pinzas. k) Coloque un erlenmeyer en la parte de abajo de la bureta y deje caer el líquido que contiene en intervalos de 10 mL cada uno. Repita el procedimiento unas cuatro o cinco veces a distintas velocidades hasta que adquiera práctica en el proceso de carga, enrase y evacuado de la bureta.

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HOJA DE RESULTADOS 1.) Haga un dibujo de todos los elementos de cristalería que utilizó (Beaker, probeta, erlenmeyer, etc) en el laboratorio.

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2.) A continuación anote los volúmenes con la distinta cristalería que utilizó y haga sus comentarios al respecto: Cristalería Volumen Beaker de 100 mL Beaker de 250 mL Erlenmeyer de 125 mL Erlenmeyer de 250 mL Probeta de 5 mL Probeta de 10 mL Pipeta de 5 mL Pipeta de 10 mL V. REPORTE 1. Según los resultados obtenidos, ¿Es confiable medir líquidos en un beaker o erlenmeyer, o es mejor utilizar una probeta? Explique su respuesta. 2. Explique por qué razón son más exactas las pipetas que las probetas en la medición de volúmenes? 3. Esquematice la forma correcta de leer los volúmenes en una probeta cuando el menisco es cóncavo y cuando es convexo. 4. Haga una lista de cinco líquidos que formen el menisco de forma cóncava y cinco de forma convexa. Trate de explicar por qué ocurre esa diferencia. VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. Chang, R. Química. Trad. Silvia Bello Garsés, Alberto Rojas Hernandez y Gloria Acosta. México, McGraw Hill, 1992. Pp 15-18. 2. Whitten, K, K. Gailey & R. Davis. Química General. 2da. edición. Trad. María Teresa Aguilar. México, McGraw Hill, 1991. Pp 30-34 3. Seese, W. & W. Daub. Química. 5ta edición. Trad. Ma. Cristina Arroyo E. Editorial Printice Hall Hispanoamericana. México 1989. Pp 42-46 4. Jones, M. et al. Handbook for Chemical Laboratory. W. B. Saynder & Co. Filadelfia, Pennsylvania, USA 1976. Pp 37-39

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PRELABORATORIO #2

CAMBIOS QUIMICOS Y FISICOS 1. ¿Cuál es el significado químico de la palabra “propiedad”? 2. Enumere las propiedades físicas y químicas de un fósforo. 3. ¿Cómo se puede saber cuándo un cambio químico ha ocurrido? 4. Enuncie la ley de la consevación de la materia. ¿Qué implicaciones tiene esta ley en química?

LABORATORIO QUIMICA I

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PRACTICA #2

CAMBIOS QUIMICOS Y FISICOS

I. PREAMBULO Al determinar las propiedades de las sustancias puras vamos a observar ciertos cambios o transformaciones de una forma a otra por la que atraviesan estos materiales, dichos cambios pueden ser físicos o químicos. Los cambios físicos son los que ocurren sin que exista un cambio en la composición de la sustancia. Un ejemplo de ello, son los cambios de estado del agua al pasar de hielo a agua líquida y de ésta a vapor, por lo tanto, la fusión, la congelación y ebullición o condensación son cambios físicos. Los cambios químicos solamente pueden observarse cuando ocurre un cambio en la composición de una sustancia. Se forman sustancias nuevas. Las propiedades de las sustancias nuevas son distintas de las que tenían las originales. Estos cambios químicos pueden describirse a partir de una ecuación química, de la cual se colocan en el lado izquierdo los reactivos (los compuestos o elementos que van a reaccionar), y del lado derecho los productos ( los compuestos que se forman). Ambos miembros van separados por una flecha, la cual indica el sentido de la reacción (reactivos productos). Tanto en los cambios físicos como en los cambios químicos se cumple la ley de conservación de la materia, la cual establece que, en una reacción química, la masa de los productos es igual a la masa de los reactivos. II. OBJETIVOS Al finalizar la práctica, el estudiante deberá estaren la capacidad de: 1. Diferenciar, sin error, los cambios físicos de los químicos por medios experimentales. 2. Comprobar experimentalmente la ley de conservación de la materia. III. EQUIPO, MATERIALES Y REACTIVOS

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• Tubos de ensayo (7) • Mechero de Bunsen • Espátula • Probeta de 10 mL • Beaker de 10 mL • Pinzas para tubos de ensayo • Balanza • Vidrio de Reloj • Tapones de hule con orificio • Tubo de vidrio en “V” • Papel de aluminio • Pastilla de Alka-Selzter • Pajilla • Fósforos (5) • Un globo • Cal común • Agua desmineralizada • Una bolita de naftalina • Una candela de parafina • Azúcar común • Sal de mesa (NaCl) • Sulfato de cobre (CuSO4) • Hidróxido de sodio (NaOH) • Cristales de yodo (I2) • Bicarbonato de sodio (NaHCO3)

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IV. PROCEDIMIENTO 4.1 Cambios químicos y físicos a) Tome seis tubos de ensayo y numérelos del 1 al 6. Colóquelos en la gradilla. Aségurese que los tubos de ensayo estén bien secos. b) En cada tubo de ensayo introduzca aproximadamente un gramo de las siguientes substancias; recuerde utilizar el vidrio de reloj para pesar las substancias: 1. Sulfato cúprico 2. Parafina 3. Naftaleno( naftalina) 4. Sacarosa (azúcar) 5. Hidróxido de sodio 6. Cloruro de sodio (sal de mesa) c) Observe detenidamente cada substancia y describa en su cuaderno la apariencia de cada una. Prepare una tabla con las observaciones. d) Encienda cuidadosamente el mechero con la llama suave. e) Con las pinzas tome el tubo No. 1 y caliéntelo a la llama por un tiempo de 3 a 5 minutos. Observe detenidamente y anote el cambio en la apariencia de la substancia. f) Coloque el tubo en la gradilla para que se enfríe. g) Repita el procedimiento anterior para los otros cinco tubos, poniedo mucha atención en los cambios que vayan ocurriendo y anotándolos en su hoja de resultados. h) Tome el tubo No. 1 y agreguele una pequeña gota de agua. Anote los resultados. Repita esto proceso con los restantes 5 tubos de ensayo. i) Tome otro tubo de ensayo y coloque unos cristales de iodo (I2). Tápelo con un trozo de papel aluminio. Caliente suavemente con el mechero y observe los cambios. Explique qué fenómeno experimenta el iodo (I2) y por qué. Anote todas sus observaciones. Deseche los contenidos de los tubos de ensayo y lávelos. j) En un beaker de 100 mL prepare una solución de agua de cal, colocando cal con ayuda de la espátula y diluyendola con agua desmineralizada. k) Coloque 5.0 mL de agua de cal en tres tubos de ensayo, con ayuda de la probeta. Coloque en el tapón de hule el tubo de vidrio en forma de “V”.

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l) Introduzca un cuarto de una tableta de Alka-Seltzer en un tubo de ensayo seco y vierta 5.0 mL de agua. Rápidamente cierre el tubo que contiene el Alka-Seltzer con el tapón de hule de modo que el extremo libre se sumerja en el agua de cal. Véase la figura. Deje que el gas burbujee a través del agua de cal por un tiempo de 30 segundos y anote cualquier cambio de apariencia en el agua de cal en su hoja de resultados. m) Coloque bicarbonato de sodio en un tubo seco hasta formar una capa de un centímetro aproximadamente y vierta 5.0 mL de agua. Rápidamente cierre el tubo que contiene el bicarbonato de sodio con el tapón de hule de modo que el extremo libre se sumerja en el agua de cal. Deje nuevamente que el gas burbujee por un tiempo de 30 segundos y anote cualquier cambio en el agua de cal. n) Inserte una pajilla en el tercer tubo de ensayo con agua de cal y lentamente sople a través de la misma. Anote los cambios en el agua de cal. Anote los cambios observados.

FIGURA 1 4.2 Conservación de la masa durante un cambio químico a) Coloque dentro de un tubo de ensayo bien seco 4 ó 5 fósforos y adapte en la boca del tubo un globo de hule (de esta manera se ha formado un sistema cerrado). b) Determine el peso del conjunto en este momento. Anote su respuesta en la hoja de resultados. c) Provoque la combustión de los fósforos colocando el tubo de ensayo sobre la llama del mechero. d) En este instante ocurre el cambio químico. Pese el sistema después que el cambio químico ha ocurrido. Anote su medición en la hoja de resultados.

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HOJA DE RESULTADOS 1. Llene la siguiente tabla: APARIENCIA SUSTANCIA ANTES DESPUES DESPUES FENOMENO CAMBIO gota de H2O 1er Calent. CuSO4 Parafina Naftaleno

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C6H12O6 NaOH NaCl 2. Para el inciso (j) anote todos los resultados observados en tubo de ensayo que contiene el yodo. 3. Llene el siguiente cuadro según los resultdos obtenidos: TUBO SUSTANCIA CAMBIO FENOMENO 1 Alka-Seltzer + agua de cal 2 NaHCO3 + agua de cal 3 Aire + agua de cal

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Conservación de la masa durante un cambio químico Peso del sistema antes de la reacción: __________________ gr. Peso del sistema después de la reacción: ___________________ gr. V. REPORTE 1. Complete el siguiente cuadro: CAMBIO TIPO DE CAMBIO (Químico o Físico) Ebullición del agua Congelación del agua Electrólisis del agua Reacción del cloro con el sodio Fusión de hierro Oxidación o enmohecimiento del hierro Cortar madera Quemar madera Morder un alimento Digerir el alimento 2. Investigue los siguientes conceptos y dé un ejemplo de cada uno:

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- Solidificación - Evaporación - Sublimación - Fusión - Condensación - Inflamabilidad - Volatilidad - Carbonización VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. Contreras Godoy, R. Manual de Prácticas de Laboratorio de Química General. URL, Guatemala, 1990. Pp. 18-23 2. Jones, M. et al. Manual para laboratorio de Química, el hombre y la sociedad. W.B. Saynder Co. Filadelfia, Pennsylvania, USA 1976. Pp. 15-19 3. Harper, F. & Lloyd, M. Química escencial en el laboratorio. Freeman & Co. San Francisco CA. USA, 1961. Pp. 23-26.

ANEXOS Es importante saber bién la diferencia entre una propiedad y un cambio. Las propiedades distinguen a una sustancia de otra, y un cambio implica una transformación de una sustancia a otra. Una ilustración de un cambio físico, es el cambio en apariencia cuando una mujer se aplica maquillaje. Cuando un cambio químico ocurre puede detectarse a partir de las siguientes manifestaciones: 1. Cambio de color 2. Desprendimiento de gases 3. Formación de precipitados 4. Desprendimiento o absorción de calor. Ejemplos de cambios químicos son la electrólisis del agua líquida para formar hidrógeno y oxígeno gaseoso y también cuando el cloro gaseoso reacciona violentamente con el sodio metálico para producir el cloruro de sodio o sal común.

PRELABORATORIO # 3

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DETERMINACION DE LA FORMULA EMPIRICA DE UN COMPUESTO 1. ¿Cuál es la diferencia entre la fórmula molecular y la fórmula empírica de un compuesto ? 2. ¿Cómo se calcula el número de moles de un compuesto a partir de su masa? 3. ¿Cómo se calcula la fórmula empírica de un compuesto a partir de las composiciones porcentuales de sus elementos ? 4. ¿Para qué se usa el “baño de vapor” en el laboratorio?

LABORATORIO DE QUIMICA I

PRACTICA #3

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DETERMINACION DE LA FORMULA EMPIRICA DE UN COMPUESTO

I. PREAMBULO La fórmula empírica de un compuesto es aquella que contiene la información sobre la proporción de átomos más pequeña presente en la molécula o en la fórmula unitaria o mínima de un compuesto. Esta información se presenta en números enteros, los más pequeños posibles. Se puede decir que la fórmula empírica es la fórmula más sencilla. La fórmula empírica se obtiene con base en la composición porcentual del compuesto, la cual se determina en forma experimental a partir del análisis del compuesto en el laboratorio. Este tipo de fórmula nos brinda solamente la proporción de los átomos presentes, expresada con los números enteros más pequeños posibles. Antes de poder identificar los compuestos que se preparan en el laboratorio, muchas veces se sigue el proceso de determinar su fórmula empírica mediante análisis químico y después su fórmula molecular a partir de su fórmula empírica y su masa molecular. En épocas pasadas este proceso requería varios días, pero con los instrumentos modernos se puede realizar normalmente en unos 30 minutos. En esta práctica se preparará un compuesto de zinc-cloro por medio de la reacción de ácido clorhídrico en exceso con una cantidad medida de zinc. Durante la reacción se produce hidrógeno, el cual junto con el ácido clorhídrico volátil se remueve con calentamiento. El cloruro de zinc es un sólido y no se vaporiza con el calor. II.OBJETIVOS Al finalizar la práctica el estudiante deberá estar en capacidad de: 1. Preparar un compuesto de cloro y zinc. 2. Calcular experimentalmente la fórmula empírica de dicho compuesto en base a los datos recolectados durante su síntesis. III. EQUIPO, MATERIALES Y REACTIVOS • Beaker de 250 mL (1) • Mechero de Bunsen • Cápsula de porcelana

• Probeta de 50 mL (1) • Soporte universal y anillo • Balanza

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• Varilla agitadora • Tenazas pequeñas • Rejilla de asbestos • Acido clorhídrico (HCl) diluído al 1.8

M • Zinc (Zn) granular

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IV. PROCEDIMIENTO a) Limpie y seque su cápsula de porcelana. Colóquela sobre la rejilla de asbesto montada sobre el anillo y el soporte. b) Encienda el mechero de Bunsen. c) Caliente la cápsula suavemente al principio, aumentando la intensidad gradualmente, hasta que se haya evaporado toda la humedad de la cápsula (esto debe tomar alrededor de 5 minutos). d) Apague el mechero y deje enfriar la cápsula hasta temperatura ambiente. Inmediatamente pese la cápsula en la balanza aproximando la masa a centésimo de gramo con la ayuda de las tenazas. PRECAUCION. No toque la cápsula con las manos, porque la estaría hidratando. e) Tome unos cuantos gránulos de Zn. Introdúzcalos en la cápsula de porcelana y determine la masa del sistema : Cápsula + Zn. f) En la probeta mida 15.0 mL de solución de HCl al 1.8 M. g) Lentamente y con agitación continua agregue el HCl a la cápsula de porcelana. Una reacción vigorosa ocurrirá y se liberará gas H2. PRECAUCION. Mientras está ocurriendo la reacción química mantenga la cápsula y su contenido alejada de cualquier fuente de calor. h) Si quedan restos de Zn sin disolver después de terminada la reacción, agregue 5.0 mL adicionales de ácido. Continúe agregando porciones de ácido de 5.0 mL y agitando hasta que todo el Zn se haya disuelto por completo. i) Tome un beaker de 250 mL y llénelo con agua hasta aproximadamente un tercio de su capacidad. Colóquelo sobre la rejilla y el anillo, caliéntelo con el mechero hasta el punto de ebullición. j) Coloque la cápsula de porcelana sobre el beaker durante la ebullición para que reciba un baño de vapor. Cuando toda la humedad de la cápsula haya desaparecido apague la llama. Durante la etapa del calentamiento, la llama debe ser controlada cuidadosamente para evitar salpicaduras y consecuentemente pérdidas de producto. k) Retire la cápsula cuidadosamente con la ayuda de unas tenazas. Colóquela sobre la rejilla de asbesto y déjela en reposo hasta que enfríe. Observe el residuo en la cápsula.

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l) Cuando la cápsula esté a temperatura ambiente pésela en la balanza. m) Después de esta pesada, vuelva a calentar la cápsula, enfríe y vuelva a pesar. Si los dos pesos tienen diferencia de más de 0.02 gramos repita el mismo procedimiento hasta que dos pesos suscesivos no varien signifcativamente (secar hasta peso constante). n) Ejecute los cálculos necesarios para determinar la fórmula empírica del compuesto.

FIGURA 1

HOJA DE RESULTADOS Con los datos medidos llene los siguientes espacios en blanco: 1. Peso de la cápsula de porcelana : ________________________. 2. Peso de la cápsula + granulos de Zn: ________________________. 3. Peso de la cápsula + ZnCl, primera pesada : ________________________. 4. Peso de la cápsula + ZnCl, segunda pesada:

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________________________. 5.Peso del Zn: ________________________ . 6. Peso del ZnCl: ________________________ . 7. Peso del Cl2: ________________________ . 8. Número de moles del Cl2: ________________________ . 9. Número de moles de Zn: ________________________ . 10. Fórmula empírica del ZnCl: ________________________ . 11. Porcentaje de Zn en el ZnCl: ________________________. V. REPORTE 1. Responda las siguientes preguntas : a) ¿Por qué fue importante dejar que la cápsula se enfriara antes de determinar su masa? b) ¿Qué significa “pesar hasta peso constante”? ; ¿Para qué se usa? 2. Calcule la fórmula empírica de una sustancia cuya composición en peso es 31.9% de potasio, 28.9% de cloro y 39.2% de oxígeno. 3. En esta práctica todos los reactivos, con excepción del cloruro de zinc eran volátiles. Sugiera otra situación en la cual un producto se pueda aislar de una mezcla de compuetos no volátiles.

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4. ¿Por qué no fue necesario medir exactamente el volumen del ácido clorhídrico usado en la reacción? VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. O’Connor, Raymond . Fundamentos del moderno laboratorio de química. Ed. Scott Foresman & Co. USA 1971 Pp. 59-66 2. Seese, W. & Daub, W. Química. 5ta. Edición. Trad. Ma. Cristina Arroyo. Prentice-Hall. México. 1989.Pp 68-71

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PRELABORATORIO # 4

ENTALPIA DE UNA REACCION QUIMICA

1. ¿En qué unidades puede medirse la entalpía de las reacciones? 2. Explique ¿qué es calorímetro y para qué se usa? 3.¿Qué es capacidad calórica y en qué unidades se puede expresar? 4. ¿Diferencia entre una reacción endotérmica y exotérmica?

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LABORATORIO DE QUIMICA I

PRACTICA # 4

ENTALPIA DE UNA REACCION QUIMICA I. PREAMBULO Todas las reacciones químicas involucran cambios de energía. Estas reacciones pueden ser endotéermicas o exotérmicas. La reacción:

C (s) + O2 (g) CO2 (g) + 393.5 kJ/mol de producto Es un ejemplo de una reacción exotérmica ya que se libera energía en forma de calor. Los 393.5 kJ de energía se consideran como uno de los productos de la reacción y se conocen como entalpía de reacción . Por lo tanto, la entalpía de reacción es la energía que se libera o que se absorbe durante una reacción química. Una reacción que absorbe energía mientras se lleva a cabo se denomina como reacción endotérmica. Un ejemplo es el siguiente:

N2 (g) + O2 (g) + 180.8 kJ/mol NO (g) En esta situación la energía es absorbida por la reacción, por lo que se presenta como un reactivo en la ecuación química. La entalpía de reacción (H) para cualquier reacción química se expresa matemáticamente de la siguiente forma :

H = (Entalpía de los productos) - ( Entalpía de los reactivos) Para las reacciones exotérmicas, el valor de H es negativo y es positivo para las reacciones endotérmicas . El valor negativo de H indica que los productos tienen un valor más bajo de energía que los reactivos. Un valor positivo indica que los productos poseen más energía que los reactivos. Generalmente, la entalpía se expresa en kilojoules por mol de sustancia producida (Sistema Internacional). En este experimento se medirá la entalpía de solución del hidróxido de sodio y la de neutralización del hidróxido de sodio con ácido clorhídrico. La cantidad de energía será medida experimentalmente llevando a cabo la reacción en un recipiente aislado llamado calorímetro. El calor liberado durante la reacción causará un aumento en la temperatura de la solución y por consiguiente del calorímetro. II OBJETIVOS Al finalizar la práctica el estudiante deberá estar en la capacidad de: 1. Medir la entalpía de solución del hidróxido de sodio 2. Medir la entalpía de formación del agua.

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3. Demostrar que las entalpías de reacción son aditivas de acuerdo a la ley de Hess. III. EQUIPO, MATERIALES Y REACTIVOS • Vasos de duroport (2) • Mechero de Bunsen • Soporte con anillo y rejilla • Varilla de Agitación • Beaker de 250 mL • Beaker de 400 mL • Probeta de 100 mL • Erlenmeyer de 125 mL • Termómetros (2) (-20° a 150°C) • Vidrio de Reloj • Balanza • Tapón de hule rajado • Cartón corrugado • Espátula • Hidróxido de Sodio (NaOH) en

escamas • Acido clorhídrico (HCl) 0.5 M

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IV. PROCEDIMIENTO 4.1. Cálculo de Entalpía de Solución: a) Tome los dos vasos de duroport y arme un calorímetro como el que muestra la figura, colocando los dos vasos uno encima del otro. Haga un agujero en el cartón corrugado del tamaño suficiente para que entre el termómetro. Inserte el termómetro en el tapón de hule rajado lubricándolo antes con agua (el tapón rajado y la lubricación son necesarias para evitar que se rompa el termómetro). El bulbo del termómetro no debe tocar el fondo del calorímetro. Se debe mantener el calorímetro dentro de un beaker de 400 mL para proveer estabilidad.

FIGURA 1 b) Pese el calorímetro y anote la masa. c) Agregue aproximadamente 1.00 gramos de NaOH sólido al calorímetro. Pese y anote la masa del sistema Calorímetro + NaOH. d) Mida exactamente 50.0 mL de agua destilada empleando la probeta. Con el termómetro mida la temperatura del agua y anótelo. Vierta el agua en el calorímetro. Agite la mezcla con la varilla. Mida la temperatura con el termómetro y registre la temperatura más alta alcanzada mientras el hidróxido se disuelve. e) Espere a que la solución de NaOH en el calorímetro alcance la temperatua ambiente. Guarde la solución para la segunda parte. 4.2. Cálculo de la Entalpía de Neutralización: a) Mida exactamente 50.0 mL de HCl 0.5 M con la probeta y viértalo en un erlenmeyer, pese el erlenmeyer y después el sistema, anote la masa de la solución de HCl.

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b) Mida la temperatura en el HCl con el otro termómetro y espere hasta que este alcance la misma temperatura que la solución de NaOH en el calorímetro. Cuando las dos soluciones estén a la misma temperatura anote el valor (T1). c) Vierta la solución de NaOH en el erlenmeyer para mezclarlo con el HCl, agite la mezcla con la varilla. Anote la temperatura más alta alcanzada antes que la solución empiece a enfriarse (T2). d) Deseche la solución en el drenaje y lave el lavabo con abundante agua. Lave también el erlenmeyer y el colorímetro con agua corriente y después con agua destilada. 4.3. Ley de Hess: a) Coloque 50.0 mL de HCl 0.5 M en el erlenmeyer. Agréguele 50.0 mL de agua destilada. Mida la temperatura de la solución y anótela (T1). b) Pese exactamente la misma cantidad de NaOH sólido que utilizó en el procedimiento uno. Colóque el NaOH en el calorímetro. c) Agrege la solución de HCl al calorímetro y agítelo. Mida la temperatura y registre la más alta alcanzada por la solución (T2). d) Deseche la solución utilizando abundante agua. Lave el calorímetro con agua corriente y posteriormente con agua destilada. 4.4. Cálculo de la Capacidad calórica del calorímetro: a) Mida exactamente 50.0 mL de agua destilada. Viértalo en el calorímetro, cúbralo y mantenga el sistema tapado durante 10 minutos para que alcance el equilibrio. Luego, mida la temperatura del agua (T1). b) Mida exactamente otros 50.0 mL de agua destilada, colocándo en un beaker de 250 mL y caliéntelo a unos 25° C sobre la temperatura ambiente (no caliente hasta ebullición, porque se perdería una cantidad apreciable de agua). c) Deje que el agua calentada repose 2 minutos. Inmediatamente mida la temperatura con mucha exactitud (T2). d) Vierta esta agua caliente dentro del calorímetro. tape el calorímetro, agite con el termómetro durante 3 minutos. Anote la temperatura final (Tf).

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HOJA DE RESULTADOS 1. Con los resultados obtenidos en los procedimientos 1,2 y 3, complete el cuadro siguiente: DATO PARTE 1 PARTE 2 PARTE 3 1. Masa del Calorímetro (gr) 2. Masa Calorímetro + NaOH (gr) ------ 3. Masa NaOH sólido(gr) ------ 4. Masa de H2O (gr) ------ 5. Masa solución NaOH (gr) ------ ------- 6. Masa de la solución HCl (gr) ------- ------- 7. Masa de la solución NaOH y HCl (gr) ------- ------ 8. Temperatura inicial T1 (°C) 9. Temperatura máxima T2 (°C) 10. Cambio de temperatura (°C) 11. Energía producida (Joules) 12. Moles de Producto 13. Energía por mol de producto (kJ/mol) 2. Escriba las ecuaciones balanceadas para cada reacción : PARTE I. ________________________________________________. PARTE II. ________________________________________________. PARTE III. ________________________________________________. 3. Para el procedimiento No. 4 complete la siguiente tabla y consulte el anexo para los cálculos: DATO VALOR

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1. Temperatura inicial del H2O = T1 (°C) 2. Temperatura de agua calentada = T2 (°C) 3. Temperatura final = Tf (°C) 4. Calor perdido por el agua calentada (J) 5. Calor ganado por el agua a temperatura ambiente (J) 6. Calor absorbido por el calorímetro (J) 7. Capacidad calórica del calorímetro (J/°C) V. REPORTE 1. Demuestre que la suma de las ecuaciones balanceadas de las parte 1 y 2 igualan a la ecuación balanceada de la parte 3. 2. ¿Cuál es la diferencia entre la suma de las entalpías de reacción de la parte 1 y 2 con la entalpía de reacción de la parte 3 ? ¿Cuánto debió de ser esa diferencia en teoría? 3. ¿Cuál fue la principal fuente de error en este laboratorio? 4. Prediga qué ocurriría si la masa de hidróxido de sodio sólido fuera el doble, pero la cantidad de agua permaneciera constante. Explique su respuesta. 5. Si la capacidad calórica (calor específico) del metanol es 2.51 (joules/ gr °C), ¿Cuántas joules son necesarias para elevar la temperatura de 50.00 gramos de metanol de 18.0°C a 33.0 °C. VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. Brown y colaboradores. Manual de Laboratorio. México 1991. Pp 45-49.

ANEXOS Cálculo de entalpía para los Procedimientos 1,2 y3 : Energía (J) = Masa de la X Cambio de X Calor específico solución (gr) temperatura (°C) (J/gr °C) Cuando se realicen los cálculos se asumirá lo siguiente: a) La densidad de todas las soluciones es igual a la densidad del agua, 1 gramo / mililitro. b) El calor específico de todas las soluciones es igual a la del agua, 4.184 J/gr. °C c) Todas las sustancias reaccionan completamente d) Toda la energía involucrada en la reacción es absorbida por la solución. Capacidad calórica del calorímetro:

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Calor perdido por el agua = (T2 -Tf) X 50.0 gr. X 4.184 J/gr. °C El calor específico del agua 4.184 J/ gr. °C y la densidad del agua es 1.00 gr/mL. El calor ganado por el agua a temperatura ambiente es : Calor ganado por el agua = (Tf - T1) X 50.0 gr. X 4.184 J/gr. °C La cantidad de calor absorbida por el calorímetro es la diferencia entre el calor perdido por el agua calentada y el calor ganada por el agua a temperatura ambiente o fría: Calor absorbido por el calorímetro = Calor perdido por el agua - Calor ganado por el agua Calor absorbido por el calorímetro = (Tf - T1) X Capacidad calórica del calorímetro Por lo que, encontrando experimentalmente los valores de T1, T2 y Tf se puede calcular la capacidad calórica del calorímetro.

PRELABORATORIO #5

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PROPIEDADES DEL ESTADO LIQUIDO

1. Explique las diferencias existentes entre los líquidos con los sólidos y gases. 2. Escriba las propiedades que identifican las características generales de los líquidos. 3. Explique con sus palabras: ¿Qué es el punto de ebullición de un líquido? 4. ¿Qué es destilación? 5. ¿ Qué es presión de vapor del líquido?

LABORATORIO DE QUIMICA II

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PRACTICA #5 PROPIEDADES DEL ESTADO LIQUIDO

I. PREAMBULO Las moléculas que se encuentran en estado líquido están más juntas que las que están en estado gaseoso. El cambio de estado de gas a líquido va acompañado de una disminución de la temperatura y/o la aplicación de presión, lo cual permite que las fuerzas de atracción sean más significativas, por lo cual son suficientes, para evitar la separación total de las moléculas. Los compuestos en estado líquido poseen un volumen determinado que puede medirse, pero no cuentan con una forma definida, y adoptan la del recipiente que los contiene. Cuando un compuesto se encuentra en estado líquido, es capaz de absorber energía en forma de calor, al hacer esto, se aumenta su temperatura, la velocidad de movilidad de sus moléculas y el volumen que ocupa. Si la energía absorbida es la suficiente pueden llegar a cambiar de estado de agregación y pasar de líquido a gas. La evaporación es el escape real de las moléculas que están en la superficie de un líquido para formar un vapor en el espacio que se encuentra arriba del líquido. La facilidad que tiene una molécula para escapar de la superficie de un líquido está relacionada con las fuerzas de atracción que hay entre las moléculas del líquido. Cuando la temperatura aumenta el grado que la presión de vapor del líquido y la presión atmósferica son igual magnitud, el líquido hierve; las moléculas en el líquido escapan con facilidad, superando las fuerzas de atracción. La temperatura a la que ocurre la ebullición es una propiedad intrínseca de cada sustancia, denominada punto de ebullición, por lo que constituye una característica que sirve de base para identificarla. II. OBJETIVOS Al finalizar esta práctica el estudiante debe estar en capacidad de:

1. Armar y poner a funcionar un equipo de destilación. 2. Observar la vaporización y la condensación de un líquido durante una destilación. 3. Medir el punto de ebullición de una sustancia determinada.

III. EQUIPO, MATERIALES Y REACTIVOS • Beaker de 250 mL (1) • Balón de destilación de 500 mL (1) • Tubo de Destilación con camisa (1) • Erlenmeyer de 50 mL (1) • Termómetro (-20° a 150°C) • Soporte Universal con pinza (2)

• Anillo de Metal con rejilla (1) • Mechero de Bunsen (1) • Tapón de Hule con orificio (2) • Manguera de Hule (2) • Tubo de Thiele (1) • Tubo Capilar (1)

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• Tubo de Ensayo (1) • Tapón de hule sin orificio (1) • Cuchara Sopera (1) • Tubo de Contención (Camisa) (1) • Banda de Hule (1) • Café Molido • Azúcar • Vaselina líquida • Etanol (C2H5OH) • Acido nítrico (HNO3)

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IV. PROCEDIMIENTO 4.1 Destilación Simple a) Coloque 150 mL de agua del agua del chorro dentro de un beaker de 250 mL. b) Mida dos cucharadas de café molido ó instantáneo y adiciónelo al beaker. Agregue 3 cucharadas de azúcar. c) Coloque el beaker sobre la rejilla de metal y el anillo en el soporte universal y ponga el agua a hervir con la llama del mechero. d) Espere unos diez minutos hasta que hierva completamente la solución y mientras tanto prepare el equipo necesario para montar el sistema de destilación como se muestra en la figura No. 1.

FIGURA 1 e) Después de que haya hervido el agua con el café disuelto, deje enfriarlos sobre una plancha aislante. Apague el mechero y observe sus propiedades (olor, color y sabor). f) Sujete con una pinza universal el cuello de un balón de destilación. Asiente este balón sobre la rejilla y el anillo metálico sujeto al soporte universal. g) En un segundo soporte universal, sujete con las pinzas el tubo de destilación (destilador) y ensamble la boca del mismo con el tubo proveniente del balón de destilación.

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h) Cierre la parte superior del balón con un tapón de hule con orificio en el cual introducirá un termómetro. Trate que el bulbo del termómetro quede en la intersección del balón. Asegúrese que todo el sistema esté herméticamente cerrado, pero que sea fácil de destapar. i) Haga circular agua como refrigerante a través de la camisa del tubo de destilación, conectándo la manguera inferior al chorro de agua y la superior al desagüe. Coloque un erlenmeyer de 50 mL al final del destilador. j) Destape el balón de destilación y vierta resbalando por las paredes 3/4 del contenido del beaker con café. Agregue unas cuantas perlitas de ebullición. Cierre nuevamente el balón. k) Encienda de nuevo el mechero gradue la llama y póngalo debajo de la rejilla que sostiene el balón de destilación. Lleve la temperatura del líquido a más o menos 96°C y principie a destilar. l) Reciba 10 mL de destilado en una probeta graduada. Anote las características físicas del líquido comparándolos con los del café sin destilar. Anote y descarte este destilado. m) Reciba otros 40 mL de destilado, controlando la llama para recibir una gota cada dos segundos. Luego verificar color, olor y sabor y compararlos con los anteriores. n) Apague el mechero. Vacíe el contenido del balón de destilación en un beaker y observe las propiedades del líquido comparándolos con los del café sin destilar, el primer destilado y el segundo destilado. o) Desarme el equipo de destilación y lave bien cada uno de sus componentes. 4.2 Punto de Ebullición a) Tome un tubo de Thiele y sujételo con una pinza universal al soporte. Cuide que los brazos y el ángulo entre ellos queden libres y a una altura adecuada para recibir el calor de la llama del mechero, Como se indica en la figura No. 2.

FIGURA 2

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b) Vierta vaselina líquida dentro del tubo hasta lograr que se llenen ambos brazos y el fondo. c) Corte por la mitad un tubo capilar y vuélvalo a unir de manera que no pase aire de una parte a otra. (Para lograr esto coloque el capilar por la parte más fría de la llama hasta que funda, estirándolo constantemente hasta que se divida en dos.) Luego una ambos extremos montando uno sobre otro y funda nuevamente. Deje enfriar el capilar. d) Tome un pequeño tubo de vidrio cerrado por uno de sus extremos (este se conoce con el nombre de camisa). Vierta dentro de él unas gotas de C2H5OH cuidando que no se rebalse la mitad de la camisa. e) Sujete la camisa al bulbo del termómetro con ayuda de un hule. El bulbo del termómetro debe quedar sobre la pared interna de la camisa de manera de que quede mojando la substancia. Finalmente introduzca en el líquido de la camisa un tubo capilar. f) Introduzca dentro del tubo de Thiele el termómetro con la camisa y el capilar y sujételo en el soporte por medio de la pinza. Asegúrese de que el benceno no se derrame dentro de la vaselina. g) Adicione la vaselina que haga falta hasta sumergir en ella tres cuartos de la camisa con la muestra y el capilar. h) Inicie el calentamiento con una llama suave colocada en el ángulo que forman los brazos y el tubo. Después de un corto tiempo tome el mechero y muévalo de izquierda a derecha de manera que la llama caliente suavemente el tubo. La temperatura de la vaselina debe subir más o menos un grado cada minuto. (PRECAUCION. Si la

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temperatura sube más rápido, la vaselina se dilata violentamente y sube, con lo que se introduce en la camisa y contamina la muestra, de ocurrir esto se debe reiniciar totalmente el proceso.) i) Observe continuamente la temperatura que marca el termómetro y esté alerta cuando empiecen a salir burbujas debajo del capilar. Estas al principio son lentas, después un poco más rápidas y finalmente lentas. j) Siga observando con atención hasta que la última burbuja en lugar de salir, sólo se asoma y se regresa. Cuando esto suceda lea inmediatamente la temperatura del termómetro, esta representa el punto de ebullición de la substancia. k) Desarme el aparato y lave adecuadamente todo el equipo utilizado. 4.3 Presión de Vapor a) Tome un tubo de ensayo limpio y agregue 5.0 mL de HNO3 concentrado. b) Tápelo con un tapón de hule y observe detenidamente durante 5 minutos. c) Anote el fenómeno ocurrido.

HOJA DE RESULTADOS Primera Parte (Destilación):

INCISO COLOR OLOR SABOR

Sin Destilar

Primer

Destilado

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Segundo Destilado

Residuo

Segunda Parte (Punto de Ebullición): PUNTO DE EBULLICION DEL C2H5OH: _____________°C. Tercera Parte (Presión de Vapor): Color del Líquido : ______________________. Color del Vapor: ________________________. Explique el fenómeno : ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ V. REPORTE 1. ¿ Cuál es la función de las perlas núcleos de ebullición? 2. ¿ Para qué sirve la camisa del refrigerante en el destilador? 3. ¿ Que sucedería si esta camisa no funcionara? 4. Explique ampliamente por qué se obtuvieron productos con distintas características en la destilación. 5. Con base en los resultados del laboratorio, establezca tres conclusiones adecuadas.

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6. Consulte cuál es el valor teórico del punto de ebullición del C2H5OH y calcule el porcentaje de error con el resultado obtenido de la práctica. VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. Seese/Daub. Química. Prentice-Hall Hispanoaméricana, S.A. México, 1,989. Pp. 45-49 2. Manual de Prácticas de Laboratorio. Facultad de Ciencia Químicas y Farmacia. USAC. 1,996. Pp 35-39

PRELABORATORIO # 6

PREPARACION DE SOLUCIONES

1. ¿ Qué es un balón aforado y para qué se utiliza? Esquematice uno. 2. ¿En qué forma se pueden expresar la concentración de una solución?

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3. Investigue los siguientes términos: Enrasar: Punto de enrase: Aforar: Alícuota: 4. ¿ Qué se entiende por solución estándar?

LABORATORIO DE QUIMICA II

PRACTICA # 6 PREPARACION DE SOLUCIONES

I. PREAMBULO Una solución es una mezcla completamente homogénea. Está formada por dos o más sustancias puras y su composición puede variar, por lo general, dentro de ciertos límites. Se considera que las soluciones son mezclas de un soluto y un solvente que están unidos en forma débil. El soluto, por lo general, es el componente que está en menor cantidad y el disolvente, es el que está en mayor cantidad. El soluto se disuelve en el disolvente cualquiera que sea su estado físico; por lo que se considera que el soluto es soluble en el disolvente. Por ejemplo, en una solución de

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sacarosa (azúcar de caña) en agua al 5 por ciento (%), el azúcar es el soluto y el agua es el disolvente. Esta es una solución acuosa debido a que el disolvente es agua. Los componentes de la solución se encuentran dispersos ya sean como moléculas o como iones y en muchas casos, las moléculas del soluto están unidas a las del disolvente. Las dos fases en una solución se encuentran en una relación cuantificable que se conoce con el nombre de concentración. Su medida debe expresarse en unidades químicas, físicas ó una combinación de ambas. Según la cantidad de soluto disuelto en un volumen dado de disolvente, la soluciones se clasifican cualitativamente en diluídas, concentradas, insaturadas, saturadas y sobresaturadas. Para preparar una solución con una concentración dada, es frecuente el uso del método directo, el cual consiste en tomar una cantidad del soluto, disolverlo en una pequeña cantidad de disolvente, transvasarlo a un recipiente con medida volumétrica, y por último, por adición de más solvente alcanzar el volumen que se desea preparar. II. OBJETIVOS Al finalizar la práctica, el estudiante deberá estar en la capacidad de: 1. Preparar soluciones utilizando el método directo. 2. Utilizar correctamente las técnicas utilizadas en la preparación de soluciones estándar. 3. Calcular la concentración de las soluciones preparadas usando distinto tipo de unidades. 4. Preparar soluciones de concentraciones dadas. III. EQUIPO, MATERIALES Y REACTIVOS • Balanza • Pipeta de 10 mL (1) • Balón aforado de 100 mL (1) • Beaker de 100 mL (1) • Varilla de Vidrio (1) • Probeta 50 mL (1) • Piseta • Vidrio de Reloj (1) • Espátula • Frascos con Tapadera (3)

• Etiquetas (3) • Acido sulfúrico (H2SO4) al 98% • Acido Clorhídrico (HCl) al 37% • Acido Nítrico (HNO3) al 65% • Hidróxido de Sodio (NaOH) • Hidróxido de Potasio (KOH) • Cloruro de Sodio (NaCl) • Agua Destilada

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IV. PROCEDIMIENTO 4.1: Preparación de Soluciones Acuosas a partir de un líquido Para esta práctica se contará con tres soluciones, las cuales son H2SO4 (98% de pureza y 1.84 g./mL de densidad), HCl (37% de pureza y 1.19 g/mL de densidad) y HNO3 (65% de pureza y densidad 1.4 g/mL). A cada grupo se le asignará un ácido distinto. a) Tome la cantidad del ácido asignado que el intructor de laboratorio le indique, esta cantidad oscilará entre 0.1 y 5.0 mL. Observe detenidamente el líquido y anote sus características. b) Tome un balón aforado de 100 mL. con un tapón y determine el peso del sistema balón-tapón. Anotélo en la hoja de resultados. c) Vierta 20 mL de agua destilada en un beaker de 100 mL, agréguele la cantidad de ácido asignada de manera que el ácido resbale por la pared interna del beaker sin derramarse. d) Agite fuertemente la mezcla con una varilla de vidrio durante un minuto. Después, traslade el contenido del beaker al balón aforado con ayuda de la varilla introducida en el balón. e) Mida otros 20 mL de agua destilada y viértalos en el beaker. Agítelo fuertemente con la varilla y añádalo al balón. f) Repita el mismo procedimiento añadiendo 30 mL de agua destilada. g) Tape el balón aforado y agítelo. Luego déjelo reposar. Observe hasta dónde llega el volúmen de la solución. Con ayuda de la pizeta, agregue poco a poco más agua resbalada por las paredes hasta que el menisco alcance el aforo del cuello del balón. PRECAUCION: Tenga mucho cuidado de no rebasar el aforo ya que de hacerlo, no se puede medir el volumen exacto y no se sabrá la concentración exacta de la solución, por lo que habría que repetir el procedimiento. h) Tape el balón y determine su peso en la balanza. Por diferencia obtenga el peso de la solución. i) Traslade la solución a un recipiente o frasco, el cual debe rotular con el nombre del ácido y su concentración, según las instrucciones indicadas en la tercera parte. j) Lave con abundante agua y jabón el balón aforado y el beaker utilizados, y posteriormente, lávelo con agua destilada. Escúrralo y déjelo secar.

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4.2: Preparación de soluciones partiendo de un sólido a) Tare un vidrio de reloj y pese en él, la cantidad de base y una sal (NaOH o KOH) asignada a cada grupo por el Instructor de laboratorio. Estas cantidades variarán en el rango de 0.9 a 5.0 gramos. b) Tare el balón aforado como lo hizo en la primera parte y anote la masa. c) Agregue 20 mL de agua destilada al beaker y disuelva ahí la cantidad pesada de la base. Agite fuertemente y vierta el contenido dentro del balón. d) Repita el procedimiento de los incisos e), f), g), h) é i) de la primera parte, hasta lograr una solución acuosa de la base asignada. 4.3: Rotulación de las Soluciones Preparadas a) Con los datos obtenidos realice los cálculos necesarios para expresar la concentración de cada solución en cada una de las siguientes: Porcentaje de peso en volumen (% p/v) Porcentaje de peso en peso (% p/p) Densidad (d) b) Luego de realizados los cálculos preséntelos al instructor del laboratorio para su revisión. Luego de su corrección copie los datos de una etiqueta, que será adherida al frasco que contiene la solución. Esta etiqueta deberá indicar aparte de las concentraciones, el nombre de la sustancia y la fecha de su preparación. c) Entregue los balones de aforo debidamente etiquetado al instructor, para su almacenamiento. 4.4: Preparación de una solución estándar. En esta parte se debe preparar una solución de NACl al 2.55 % p/p (o la concentración indicada por el instructor). a) Efectúe los cálculos necesarios para determinar la cantidad de soluto a utilizar. b) Mida los más exactamente posible la cantidad calculada sobre un vidrio de reloj previamente tarado. c) Transfiera la sustancia medida a un beaker de 100 mL, conteniendo 20 mL de agua destilada. Agite fuertemente por un minuto y deje reposar. Luego vierta el contenido del beaker en un balón aforado de 100 mL.

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d) Repita el procedimiento de los incisos e), f), g), h) é i) de la primera parte hasta lograr la solución deseada. e) Transfiera la solución a un frasco y etiquete adecuadamente. Lave con abundante agua toda la cristalería utilizada.

HOJA DE RESULTADOS 4.1: Acido asignado: _______________________. Volumen de ácido asignado: ____________mL. Peso del Balón aforado cerrado : _____________ g. Peso del Balón + Solución: _______________ g. Peso de la Solución : _________________ g. % p/v: ___________________ g de soluto/ mL de solución. %p/p: ____________________ g de soluto/ g de solución. 4.2: Sal asignada: __________________________. Peso de la Sal: _______________________ g. Peso del vidrio de reloj: ________________ g. Peso del balón aforado: ________________ g. Peso del Balón + Solución: _______________ g. Peso de la Solución : _________________ g. % p/v: ___________________ g de soluto/ mL de solución. %p/p: ____________________ g de soluto/ g de solución. 4.4:

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Concentración asignada: ________________________. Peso del Soluto necesario: _____________________ g. Peso del vidrio de reloj: ________________ g. Peso del balón aforado: ________________ g. Peso del Balón + Solución: _______________ g. Peso de la Solución : _________________ g. V. REPORTE 1. Describir cómo se prepararían 50.0 gramos de una disolución de BaCl2 al 12% en peso, partiendo con agua pura y BaCl2 .2H2O. 2. ¿ Cuánto NaNO3 debe pesarse para preparar 50 mL de una disolución acuosa que contenga 70 mg de Na+ por litro? 3. Un cierto experimento necesita 100 mL de H2SO4 al 20%, peso específico 1.14. ¿Cuánto ácido concentrado de peso específico 1.84, conteniendo el 98% de H2SO4 debe diluirse con agua para preparar los citados 100 mL? 4. ¿ Cuánto BaCl2 se necesitará pra preparar 250 mL de una disolución que tenga la misma concentración de Cl- que otra que contenga 3.78 g de NaCl por 100 mL? 5. Se satura con gas NH3 un volumen de 105 mL de agua pura a 4° C, obteniéndose una disolución de peso específico 0.90 que contiene el 30% en peso de NH3. Hallar el volumen de la disolución amoniacal resultante y el volumen de gas amoniaco a 5°C y 775 mm Hg que se empleó para saturar el agua.

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VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. Seese, W. & Daub, W. Química. Quinta Edición. Prentice - Hall. México 1,989. Pp. 48-52. 2. Masterton - Slowinski - Stanitski. Química General Superior. Sexta Edición. McGraw-Hill. México 1, 989.Pp. 65-69 3. Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia. Manual de Prácticas de Laboratorio. USAC. 1,995.Pp 42-48. 4. Schaum Daniel. Teoría y Problemas de Química General. Mc. Graw - Hill. México 1979. Pp 56-60

PRELABORATORIO #7

TITULACION ACIDO-BASE 1. Explique el procedimiento adecuado para utilizar la bureta. 2. Investigue los tipos más utilizados de indicadores en titulaciones para encontrar el punto final.

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3. Investigue la relación matemática que se da en el punto en el que dos soluciones tienen equilibrados el números de equivalentes, la cual relaciona las normalidades y los volúmenes de las mismas. 4. Explique los que es un ácido fuerte y una base fuerte. ¿En qué se diferencian de los ácidos débiles y bases débiles?

LABORATORIO DE QUIMICA II PRACTICA # 7

TITULACION ACIDO-BASE

1. PREAMBULO El proceso de titulación es una de las técnicas más útiles en el análisis químico. Una vez que se han preparado soluciones de concentración conocidas, se puede utilizar este método para determinar con rapidez y exactitud la composición química de muchos tipos diferentes de líquidos y sólidos en solución. La titulación es una forma de análisis volumétrico y se emplea para comparar cantidades relativas de reactantes y productos por medio de la medición de los volúmenes y la concentración de las sustancias reactantes. El proceso de titulación consiste en la adición gradual de una solución estandarizada, cuya concentración se conoce exactamente, a una cantidad dada de la solución que tiene concentración desconocida hasta que el mismo números de pesos-equivalentes de cada soluto ha sido usado. El punto durante la titulación en el cual se igualan los equivalentes se denomina punto final.

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Para que la titulación tenga éxito, la reacción entre las sustancias que se están midiendo debe efectuarse con rapidez. Debe ocurrir además, un cambio súbito y fácilmente observable en las propiedades de la mezcla cuando se ha alcanzado el punto final. Este punto se determina frecuentemente mediante un indicador adecuado. En algunas titulaciones, la apreciación del punto final puede depender de un cambio en el color o en la nebulosidad de la mezcla, o si no, un cambio súbito en la conductividad eléctrica de la mezcla. La concentraciones de las soluciones para la titulación, se expresan comúnmente en términos de la normalidad. La ventaja de la normalidad sobre la molaridad o la molalidad consiste en que volúmenes iguales de soluciones de la misma normalidad siempre son químicamente equivalentes. II. OBJETIVOS Al finalizar esta práctica el estudiante deberá estar en capacidad de: 1. Investigar cuantitatívamente la reacción entre un ácido y una base. 2. Utilizar las técnicas de análisis volumétrico. 3. Verificar la utilidad de los indicadores con la química. III. EQUIPO, MATERIALES Y REACTIVOS • Bureta de 50 mL (1) • Pinzas para Bureta (1) • Soporte Universal (1) • Erlenmeyer de 125 mL (1) • Pipeta volumétrica de 10 mL (1) • Piseta • Probeta de 10 mL (1) • Embudo pequeño de vidrio (1) • Solución de hidróxido de sodio

(NaOH) 0.1N • Solución de ácido sulfúrico (H2SO4)

de composición desconocida • Solución de Fenoftaleína • Acido acético (CH3COOH)

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IV. PROCEDIMIENTO 4.1 : Titutalción de Acido Fuerte a) Lave la bureta con abundante agua del chorro, luego con agua destilada y por último con 5.0 mL de la solución que la va a llenar. Luego coloque la bureta en el soporte por medio de las pinzas. b) Llene la bureta con la solución de NaOH 0.1 N. Asegúrese que no hay ninguna burbuja de aire en la punta de la bureta y que el menisco del líquido esté en cero. PRECAUCION. Para evitar errores al tomar las lecturas de volumen en la bureta, el ojo debe estar siempre a la altura del menisco. c) Vierta 10.0 mL de la solución de H2SO4 en un erlenmeyer de 125 mL. Agregue dos gotas de fenoftaleina y agite la solución. d) Coloque el erlenmeyer debajo de la bureta. Abra la llave de la bureta lentamente para que la solución gotee. Agite constantemente el erlenmeyer en forma en circular y muy suavemente. e) Continúe el procedimiento hasta que aparezca un color levemente rosado, el cual debe persistir alrededor de 30 segundos. Esto indica el punto final de la titulación. f) Anote el volumen de la solución de NaOH utilizado para neutralizar la solución de H2SO4. Este valor servirá para calcular la normalidad de la solución de H2SO4. g) Repita el procedimiento otras dos veces más. (Procedimiento en Triplicado) Segunda Parte: Titulación de Acido Débil a) Llene nuevamente la bureta con la solución de NaOH 0.1 N. b) Vierta 50.0 mL de agua destilada en un erlenmeyer de 125 mL y agregue con una pipeta 2 mL de CH3COOH. Agregue tres gotas de fenoftaleína como indicador y agite la solución. c) Siguiendo el procedimiento de la primera parte, titule la solución de CH3COOH. Haga también el procedimiento en triplicado. d) Lave adecuadamente la bureta.

HOJA DE RESULTADOS Primera Parte:

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Número de Volumen de Volumen de Normalidad Corrida H2SO4 (mL) NaOH (mL) del ácido 1 2 3 Número de Volumen de Volumen de Normalidad

Corrida CH3COOH (mL) NaOH (mL) del ácido 1 2 3

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V. REPORTE 1. Para la primera parte investigue cuál era el valor real de la concentración de la solución de H2SO4, y en base a ello, calcule los porcentajes de error. Discuta a qué se debieron estos errores. 2. Con los resultados de ambas partes, calcule el valor promedio y la desviación estándard. Trate de dar un interpretación de estos datos. 3. Calcule las concentraciones del ácido sulfúrico y del ácido acético en términos de la molaridad. 4. Una solución contiene 0.504 gr de ácido oxálico en 250 mL. Encuentre la concentración de esta solución en términos de la normalidad y la molaridad. La fórmula del ácido oxálico es : H2C2O4 (OH)2 VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. Metcalfe, Williams, Castka. Laboratory Experiements in Chemistry. Holt, Rinehart and Winston, Inc. U.S.A. 1962. Pp 73-79 2. Manual de Prácticas de Laboratorio, U.R.L. Pp 12-16

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PRELABORATORIO #8

OXIDACION - REDUCCION 1. ¿Qué entiende por oxidación - reducción? 2. Explique el proceso de una titulación. 3. Investigue las características del permanganato de potasio en solución. 4. Escriba tres ejemplos de reacciones de oxido - reducción. Indicando la sustancia que se reduce, la que se oxida y cuántos electrones se tranfieren.

LABORATORIO DE QUIMICA II

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PRACTICA # 8 TITULACIONES REDOX

I. PREAMBULO La oxidación (pérdida de electrones) se define en el sentido más amplio, como una reacción en la cual el estado de oxidación de un átomo o ion se hace más positivo, y una reducción (ganancia de electrones) es la reacción en la cual un átomo o un ion se hace más negativo. Por eso, estos dos procesos deben ocurrir siempre simultáneamente y de la misma magnitud en una reacción. En una reacción en la cual el sodio y el cloro se unen para formar cloruro de sodio, el estado de oxidación del sodio cambia de 0 a +1, mientras que el cloro cambia de 0 a -1. Por lo tanto el sodio sufre una oxidación y el cloro una reducción.

2 Na 0 + Cl2 0 -------> 2 Na +1 + 2 Cl -1

Las reacciones químicas que involucran oxidación y reducción, llamadas colectivamente reacciones redox, tienen muchas aplicaciones analíticas. Las titulaciones redox son más ampliamente usadas que todos los demás métodos de titulación combinados. A pesar que muchas sustancias pueden producir reacciones redox, las aplicaciones analíticas más importantes involucran un número limitado de reactivos. Algunos de los reactivos más importantes son : KMnO4, dicromato de potasio, iodato de potasio y el ion cerio (IV). El punto final de la titulación redox puede ser detectado por varios métodos. El color del reactivo por sí mismo puede ser lo suficientemente intenso para servir como indicador. Por ejemplo el color púrpura del KMnO4 puede ser usado en varias reacciones. Alguno métodos emplean soluciones con moléculas orgánicas coloreadas las cuales cambian de color durante el transcurso de la titulación. Otros métodos utilizan una medida de potencial eléctrico de la solución para detectar el punto final. II. OBJETIVOS Al finalizar esta práctica el estudianta deberá estar en capacidad de: 1. Apreciar cualitativamente las manifestaciones de algunas reacciones redox. 2. Utilizar el fenómeno de oxidación - reducción para determinar la cantidad de hierro en una mezcla desconocida. III. EQUIPO, MATERIALES Y REACTIVOS • Bureta de 50 mL (1) • Pinzas para Bureta

• Soporte Universal con anillo • Espátula

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• Erlenmeyer de 250 mL (3) • Beaker de 250 mL (2) • Probeta de 100 mL (1) • Probeta de 25 mL (1) • Acido sulfúrico (H2SO4) 1 M • Acido fosfórico (H3PO4) al 85% • Solución estándar de permanganto de

potasio (KMnO4) • Muestra cloruro de hierro(FeCl3)

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IV. PROCEDIMIENTO a) Su instructor le proporcionará una muestra de FeCl3. Determine su peso, con ayuda de la balanza. b) Usando una espátula limpia, transfiera 1.0 g. de la muestra desconocida a un erlenmeyer de 250 mL, numerado con el número 1. c) Repita este procedimiento para los erlenmeyer #2 y #3. d) Limpie la bureta de 50 mL adecuadamente y colóquela en el soporte con ayuda de las pinzas. e) Enjuague la bureta con un poco de la solución de KMnO4, tres veces. Luego llene la bureta con la solución de KMnO4 asegurándose que la punta de la bureta no retenga burbujas de aire. Drene la solución hasta que el borde superior del menisco marque el cero abajo del cero de la bureta, enrasando de esta manera la solución. f) A la muestra de hierro contenido en el erlenmeyer No.1, agréguele 50.0 mL de H2SO4 1.0 M y disuelva la muestra completamente. g) Agregue ahora de 4.0 a 5.0 mL de H3PO4 al 85 por ciento y titule inmediatamente con la solución de KMnO4 en la bureta. i) Agregue KMnO4 gota a gota hasta que persista un color rosado por más de 30 segundos. Lea el volumen indicado en la bureta y anótelo en la hoja de resultados. j) Repita el procedimiento desde el inciso g) con las otras dos muestras y anote los resultados. k) Lave adecuadamente toda la cristalería utilizada y deseche las soluciones en el lugar que se le indique.

HOJA DE RESULTADOS

1. Peso de la Muestra #1: __________________________ g. 2. Peso de la Muestra #2: __________________________ g. 3. Peso de la Muestra #3 :__________________________ g. 4. Molaridad de la solución estádar de KMnO4 : ________ M.

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5. Con los resultados obtenidos llene el siguiente cuadro:

Muestra #1 Muestra #2 Muestra #3 Lectura inicial de la bureta (mL) Lectura final de la bureta (mL) Volumen del KMnO4 usado (mL) V. REPORTE 1 Complete la reacción de reducción del ion púrpura MnO4

- al ion incoloro Mn+2 en solución ácida:

________________ + MnO4- ------> Mn+2 + __________________

2. Usando el hecho de que la sal utilizada en la titulación fue el KMnO4 y que el ácido utilizado fue H2SO4 escriba la ecuación molecular para la reacción:

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________________________________________________________________________ 3. A partir de los resultados obtenidos para las tres muestras, realice los cálculos correspondientes para llenar el siguiente cuadro:

Muestra #1 Muestra #2 Muestra #3 Volumen del KMnO4 usado (mL) Moles de KMnO4 requeridos Moles de Fe presente Porcentaje de Fe en la muestra (%) Porcentaje Promedio de Hierro en la Muestra: __________________________ %. (véase muestra de cálculo en el anexo) 4. Explique los factores que influyeron en la variación de los resultados. VI. BIBLIOGRAFIA 1. Jones, M. et. al. Manual de Laboratorio para Química, el Hombre y la Sociedad. W.B. Saynder & Co. Filadelfia, Pennsylvania, USA 1,976. Pp 56-61

ANEXOS Muestra de Cálculo: Suponga que fueron requeridos 28.43 mL de una solución al 0.0155 M de KMnO4 para titular una muestra de 0.998 g. de hierro desconocida. Moles de KMnO4 = 0.02843 l. * 0.0155 moles KMNO4 = 0.000441 moles 1 litro

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Moles de Fe = 0.000441 moles de KMnO4 * 5 moles de Fe = 0.00220 mol Fe 1 mol KMnO4 Gramos de Fe = 0.00220 mol Fe * 55.85 g Fe = 0.123 g. Fe 1 mol Fe % Fe = 0.123 g Fe * 100 % = 12.33% 0.998 g de muestra

ANEXOS

Beakers Llamados también vasos de precipitar, son elementos de cristalería sumamente útiles. Básicamente, se utilizan para contener líquidos. También pueden usarse para calentamiento, transporte de líquidos, precipitar compuestos químicos, solubilizar sustancias, etc. La mayoría son elaborados de vidrio resistente a los cambios de temperatura, pero dependiendo de su uso, también los hay de metal o de plástico. En el mercado existen este tipo de recipientes en una amplia gama de capacidades. No son útiles para medir volúmenes de forma exacta.

103

Erlenmeyers Al igual que los beakers, son recipientes que tienen muy variado uso, como transporte de líquidos, hacer titulaciones, recibir destilados, hacer soluciones, etc. Son elaborados a base de vidrio resistente a temperaturas bajas y altas, aunque también puede haber algunos de otros materiales. La variedad de tamaños es grande y tampoco son buenos para medir volúmenes en forma exacta. Probetas Estas sirven para efectuar mediciones de volúmenes de líquidos con alguna aproximación. La graduación suele estar en mililitros. Pueden ser elaborados de vidrio o plástico y en el mercado existen diferentes presentaciones. Debido al diámetro de las probetas se utilizan para medir volúmenes, ya que se aprecia de mejor manera la forma curva que adquiere el líquido en la superficie, lo cual se denomina menisco. Pipetas Son utilizadas para transferir volúmenes exactos de líquidos. Suelen estar elaboradas de vidrio o plástico, y se ofrecen en distintos tamaños, aunque las más utilizadas son las de 1,2,5 y 10 mililitros. Las pipetas miden los volúmenes con más exactitud que las probetas. Algunos tipos de pipetas están calibradas para medir hasta 0.01 mililitros. Buretas Son elementos de cristalería que sirven para medir líquidos con bastante exactitud. Su uso principal es para titulación Generalmente están constituídas de vidrio con llaves del mismo material o de teflón que sirven para regular el flujo del líquido. Las buretas más comunes son las de 25 y 50 mililitros. A diferencia de los otros elementos de cristalería, la bureta requiere de un soporte de metal y pinzas especiales. Es un instrumento de uso delicado por lo que se debe cuidar que la llave gire fácilmente y no presente fugas. IX. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. Bailey y Bailey. (1975). Experimental Chemistry for Contemporary Times. Nueva York:

Allyn and Bacon, Inc. Pp. 177-183. 2. Brown, T. (1990). Métodos de Laboratorio. México: Prentice-Hall. 3. Coleman, H. S. (1951) .Laboratory Design. Nueva York: Reinhold Publishing Corp. Pp.95-99. 4. Contreras Godoy, R. (1990). Manual de Prácticas de Laboratorio. Guatemala: URL. Facultad

de Ciencias Agrícolas y Ambientales. 5. Eblin, L. (1978). Chemistry: overview of technics and procedures in the laboratory. Nueva

York: Harcourt, Brace and Word. 6. Forum for Scientific Excellence Inc.(1990). Handbook of Chemical and Enviromental

Safety for schools and colleges. Filadelfia: Lippincott Co. Editor. Pp. 51-65. 7. Frantz,L. et al. (1961). Essential Chemistry in the Laboratory. San Francisco: W.H.Freeman

and Co. Pp. 77-84. 8. Guy, K. (1962). Laboratory Organization and Administration. Londres: McMillan and Co.

Ltd. Pp. 48-61 9. Hamilton et al. (1981). Cálculos de Química analítica. México: McGraw-Hill.

104

10. Jones, M., et. al.(1976). Laboratory Handbook for Chemistry. Filadelfia: W. B. Saynder Co. Pp. 30-83, 120-124.

11. Lewis, H. (1962). Laboratory Planning for Chemistry and Chemical Engineering. Nueva York: Reinhold Publishing Corp. Pp. 82-97.

12. Metcalfe et al. (1966). Chemical Laboratory Experiments. Nueva York: Holt, Rinehart and Winston Inc.

13. Pérez Morales, R. (1994). Manual de Laboratorio de Química I. Guatemala: Universidad Rafael Landívar, Facultad de Ingeniería.

14. Quant, A. (1992). Tesis sobre el control de la contaminación del aire en el edificio de los laboratorios. Guatemala: Universidad del Valle de Guatemala. Pp. 14-19.

15. Rescate 911.(1996) . Manual de Primeros Auxilios. Folleto. Guatemala. 16. Sacks, L. (1971). Experimental Chemistry. Nueva York: McMillan Co. Pp 25-47, 60-86. 17. Schramm, W. (1960). Chemistry and Biology Laboratories. Londres: Pergamon Press Ltd.;

Londres. Pp. 2-11. 18. Seese, W. y Daub, W. (1989). Química. Quinta Edición. México: Prentice-Hall. Pp. 15-82, 93-

124. 19. Wasserman, L.(1974). Handbook for Chemistry Laboratory. Belmont, California:

Wadsworth Publishing Co. Pp. 19-50, 70-83, 104-123. INTERNET: 20. http..//www-dce.ksu.edu/dce/distance/chm601.html. (Universidad Estatal de Kansas, EUA.

1997). 21. http..//www.uic.edu/classes/chem/chem112/112expts.html. (Universidad de Umeå, Suecia.

1997) 22. http..//www.uic.edu/~magyar/Lab_Help/Lab_safety.html. (Universidad de Umeå, Suecia. 1997) 23. http..//www.uic.edu/~magyar/Lab_Help/prepare.html. (Universidad de Umeå, Suecia. 1997) 24. http..//www.uic.edu/~magyar/Lab_Help/Reports.html. (Universidad de Umeå, Suecia. 1997) 25. http..//www.engin.umich.edu/labs/vrichel/ (Universidad de Michigan, EUA.1997) Las referencias marcadas con el símbolo fueron las que se consultaron para la construcción de las guías

para la elaboración de las prácticas de laboratorio.

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ANEXO 1

PLANO DE LOS LABORATORIOS DE QUIMICA I Y II

FACULTAD DE INGENIERIA

CAMPUS CENTRAL - U.R.L

ANEXO 2

RESULTADOS DEL EXAMEN DE DIAGNOSTICO 1996 A continuación se presentan los resultados obtenidos de los exámenes que fueron realizados por la Facultad de Ingeniería de la URL a los estudiantes de primer ingreso sobre las asignaturas de Matemática, Física y Química. La calificación fue hecha en base a la siguiente escala: A: Con los conocimientos míminos necesarios para cursar con provecho la asignatura. B: Debe solicitar indicaciones al catedrático para cursar la asignatura. C: Necesita reforzar sus conocimientos antes de cursar la asignatura.

ASIGNATURA CALIFICACION MATEMATICA QUIMICA FISICA

A 19 (5.3%) 0 (0.0%) 2 (0.6%) B 134 (37.2%) 24 (6.7%) 60 (16.7%) C 207 (57.5 %) 336 (93.3%) 298 (83.8%)

TOTAL 360 (100%) 360 (100%) 360 (100%)

106

De los 360 estudiantes que se sometieron a los exámenes, 153 de ellos (42.5%) obtuvieron calificación de C en las tres asignaturas.

ANEXO 5

PROGRAMA DEL CURSO DE QUIMICA I FACULTAD DE INGENIERIA - URL

(Válido para el año de 1,996) 1. CONCEPTOS BASICOS INTRODUCTORIOS:

a) Materia y energía; estados de la materia; propiedades físicas y químicas; estados de agregación de la materia.

b) Mezclas homogéneas y heterogéneas, sustancias compuestos y elementos. c) Sistemas inglés, internacional, métrico decimal; método del factor unitario.

2. TEORIA ATOMICA: ATOMOS, MOLECULAS E IONES: a) Postulados de la teoría atómica de Dalton. b) Las partículas subatómicas y sus propiedades; número, masa y peso atómicos;

isótopos. c) Teoría cuántica; efecto fotoeléctrico; modelo de Bohr; números cuánticos;

configuraciones electrónicas. 3. ENLACES QUIMICOS:

a) Desarrollo de la tabla periódica; propiedades periódicas. b) Concepto de enlace químico; fórmulas de Lewis; enlace iónico, covalente, apolar,

polar, coordinado y metálico; fuerzas intermoleculares.

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4. NOMENCLATURA Y ESTEQUIOMETRIA: a) Fórmulas químicas, definición y tipos; sistemas de nomenclatura. b) Nomenclatura de compuestos inorgánicos (binarios y ternarios) c) Número de Avogadro y concepto de mol; pesos fórmula, molecular y átomo;

cálculos estequiométricos. 5. REACCIONES Y ECUACIONES QUIMICAS:

a) Definición, naturaleza, interpretación y clasificación; partes de la ecuación y escritura; balance de ecuaciones; cálculos estequiométricos; reactivo limitante y rendimiento.

6. TERMOQUIMICA: a) Calorimetría y combustión; entalpía; ecuaciones termoquímicas, calores de

formación, energías de enlace; primera ley de la Termodinámica. 7. ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA (PRIMERA PARTE):

a) Definición de estado; postulados de la teoría cinética molecular. b) El estado gaseoso, propiedades y características generales; Gases ideales y reales;

Leyes de Charles, Boyle, Gay-Lussac, Avogadro, Dalton, Graham, general; Compresibilidad y licuefacción.

c) El estado sólido, definición, propiedades y características generales; Principales sistemas cristalinos; Isomorfismo, polimorfismo, amorfismo y estado alotrópico.

PROGRAMA DEL CURSO DE QUIMICA II FACULTAD DE INGENIERIA - URL

(Válido para el año de 1,996)

1. ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA (SEGUNDA PARTE):

a) Fuerzas intermoleculares. b) Propiedades de los líquidos. c) Cambios de estado. d) Presión de vapor.

2. PROPIEDADES Y EXPRESION DE LA CONCENTRACION DE LAS SOLUCIONES: a) El proceso de disolución. b) Soluciones saturadas, solubilidad y factores que las afectan. c) Cálculo de la concentración en unidades físicas y químicas. d) Propiedades coligativas. e) Coloides.

3. CINETICA Y EQUILIBRIO QUIMICO: a) Velocidades y mecanismos de reacción. b) Orden de las reacciones y ley de acción de masas. c) Cálculo de la constante de equilibrio.

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d) Principio de Le Châtelier. e) Reacciones endo y exotérmicas en el equilibrio.

4. EQUILIBRIO IONICO: a) Clasificación de los ionógenos y establecimiento del equilibrio de ionización. b) Concepto ácido-base. c) Ionización del agua y escala del pH. d) Amortiguadores.

5. ELECTROQUIMICA: a) Relaciones entre flujo de electrones y reacciones químicas (oxido-reducción) b) Celdas voltaicas. c) Celdas electrolíticas. d) Química de la corrosión.

6. QUIMICA NUCLEAR: a) Reacciones nucleares y radioactividad.

7. INTRODUCCION A LA QUIMICA ORGANICA: a) Principales grupos funcionales, características y propiedades. b) Fermentación de alcoholes.

ANEXO 6

CONTENIDO PROGRAMATICO DEL CURSO DE QUIMICA GENERAL DE LA CARRERA DE

INGENIERIA QUIMICA DE LA UNIVERSIDAD DE UMEÅ,SUECIA (20)

SEMANA EXPERIMENTO MANUAL 1 (13/1) Registro. Medidas de densidades de elementos metálicos Exp 1, pag. 1 2 (20/1) Uso de cristalería volumétrica Exp 2, pag. 5 3 (27/1) Secuencia de reacciones químicas Exp 3, pag. 13 4 (3/2) Masa atómica de un elemento Exp 4, pag. 19

5 (10/2) Relaciones de la tabla periódica Exp 5, pag. 25 6 (17/2) Espectrofotometría de tintes Exp 6, pag. 33 7 (24/2) Densidad del vapor y la ley de los gases ideales Exp 7, pag. 39 8 (3/3) Determinación de la estequiometría de una reacción química Exp 8, pag. 42

9 (10/3) Titulaciones Acido-Base Exp 9, pag. 53 (17/3) Feriado de Primavera

10 (24/3) Análisis del contenido de calcio en la leche Exp 10, pag. 62 11 (31/3) Espectrofotometría en la determinación de la constante de equilibrio Exp 11, pag. 68

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(Keq) 12 (7/4) Cómo una solución buffer resiste cambios de pH (Parte 1) Exp 12, pag. 74

13 (14/4) Cómo una solución buffer resiste cambios de pH (Parte 2) Exp 12, pag. 74 14 (21/4) Titulación pH de un Acido Poliprótico Exp 13, pag. 80 15 (28/4) Registro de salida

MANUAL PARA EL LABORATORIO DE QUIMICA UNIVERSIDAD DE UMEÅ (SUECIA)

PREPARACION PARA LA EXPERIMENTACION DEL LABORATORIO (21) El laboratorio destinado con fines pedadógicos juega un importante rol, permitiendo al estudiante la oportunidad de verificar principios químicos y aprender técnicas importantes para la manipulación segura de químicos. Para sacar el máximo beneficio al laboratorio, esta lista de pequeñas sugerencias ha sido preparada.

Lea la práctica y cualquier otra lectura adicional sugerida antes de ingresar al laboratorio. Realice los ejercicios de prelaboratorio asignados (si hubiera alguno). Estos ejercicios

generalmente cubren cualquier cálculo y observación importante que necesite ser efectuada. Haga una lista de las dudas relacionadas con el experimento. Una simple pregunta puede

ahorrarle horas de tiempo en el laboratorio. Todos los datos deben ser recopilados en un cuaderno destinado para el laboratorio. No utilice

hojas de papel sueltas o cartapacios, porque las hojas pueden perderse fácilmente. Haga un algoritmo del experimento en su cuaderno, de manera de agilizar el inicio de la práctica, incluyendo cálculos para reactivos que se van a utilizar.

Algunas veces es necesaria la modificación de procedimientos el mismo día de la realización de la práctica, para obtener mejores resultados. Si usted esta preparado, estos cambios deben ser fáciles de hacer.

Prepare tablas de datos con anticipación. Tablas de datos bien estructuradas, no sólo aceleran la recopilación de datos, sino que también son de gran ayuda durante la realización del reporte escrito.

Lave su cristalería al final de cada período, de manera que este lista para el próximo laboratorio. Muchos estudiantes desperdician tiempo lavando y secando la cristalería, solo para darse cuenta que el beaker que acaban de lavar y secar va a ser utilizado sólo para hervir agua. ¡PIENSE!

Muchos estudiantes se ocupan tanto de tratar de terminar el experimento que olvidan escribir sus observaciones. Cambios de color, cambios endotérmicos o exotérmicos, cambios del estado físico, puntos de ebullición, puntos de fusión, puntos de congelación, etc.

COMO ESCRIBIR UN BUEN REPORTE DE LABORATORIO (22) El ingrediente clave para escribir un buen reporte de laboratorio consisten en tomar buenas notas de laboratorio y anotar las observaciones más importantes. El reporte consiste en las siguientes secciones: TITULO DEL EXPERIMENTO: A pesar de que se explica por sí mismo, el título ayuda al estudiante a definir con claridad el experimento. PROPOSITO: Es una breve descripción en sus propias palabras, sobre qué principio científico será probado o verificado.

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PROCEDIMIENTO: Una breve descripción del procedimiento experimental, no es necesario un reporte detallado de todos los pasos seguidos. El instructor tiene una copia del manual de laboratorio si necesita consultar algo. El incluir este tipo de algoritmo en el reporte, la atención del estudiante se enfoca en lo que ocurre en el laboratorio. RECOPILACION DE DATOS: Esta es una de las partes más críticas del reporte. Sin datos correctos recopilados en el cuaderno de laboratorio, el resto del reporte será demasiado vago e incompleto. La presentación de los datos en tablas permite la manipulación fácil de los mismos posteriormente. La tablas deben estar debidamente rotuladas en base a su contenido y numerado para su posterior referencia en la sección de discusión. CALCULOS: Un ejemplo claro de cada tipo de cálculo distinto debe ser incluído como una verificación del trabajo realizado. No debe incluir páginas completas de todos y cada uno de los cálculos. Esto es sólo un gasto de tiempo y papel. DISCUSION Y CONCLUSIONES: Esta es una sección que da a muchos estudiantes problemas. Requiere de la observación del título del experimento, el propósito, las secciones de datos y cálculos y su puesta en conjunto. Algunas veces involucra la comparación del valor experimental con un valor contenido en la literatura. Cuando la respuesta necesaria no está disponible en la literatura, es responsabilidad del estudiante buscar la verdad en las bibliotecas o en la autopista de la información. PRACTICAS SEGURAS PARA EL LABORATORIO (23) La siguiente es una lista de las prácticas seguras más básicas que deben seguir todos los estudiantes para el trabajo del laboratorio. La mayoría son reglas de sentido común. 1. Los ojos deben protegerse. Se deben usar anteojos de seguridad o careta siempre en el

laboratorio. 2. Se debe encender una llama únicamente cuando no hay en las cercanías ningún solvente. La

persona que procederá a encender debe revisar junto con sus compañeros si no hay sustancias peligrosas en el área de trabajo.

3. Los estudiantes deben vestir ropa adecuada que cubra, las piernas, los brazos, el torso y los pies. (las sandalias, pantalonetas, camisetas sin mangas, etc. no son apropiadas para el laboratorio. A los estudiantes que no vistan adecuadamente se les será negado el ingreso.)

4. Para proteger la ropa de daños por químicos, se debe usar en todo momento, la bata de laboratorio. Las personas con pelo largo, deberán recogérselo por detrás.

5. Téngase gran precaución al manejar solventes volátiles o inflamables, tales como, éter, acetona y metanol. Nunca evapore estos solventes en un calentador abierto.

6. En caso de accidente (heridas, quemaduras, incendio, etc.) notifíquese inmediatamente al instructor.

7. En caso de incendio o alguna situación de peligro inminente, notifíquese a cada persona que pueda estar involucrada inmediatamente.

8. Si algún químico penetra en los ojos de alguien, se debe actuar rápidamente y llevar a la persona a la fuente lavaojos. No espere a que llegue el instructor.

9. Si ocurre una herida seria, detenga el flujo de sangre utilizando presión directa con ayuda de una toalla limpia y notifique al instructor inmediatamente.

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10. Cada estudiante debe conoce la localización y la utilización de los extinguidores, duchas de seguridad, fuentes lavaojos, alarmas de incedio, puertas de salida y teléfonos para cualquier emergencia que se presente.

11. El comer, beber o fumar queda terminantemente prohibido en el laboratorio en todo momento. 12. Nunca se debe trabajar en el laboratorio sin una supervisión del instructor. 13. Nunca se deben realizar experimentos no autorizados. Siempre venga preparado para la práctica

a realizar. Si no está seguro en lo que debe hacer, por favor consulte con su instructor. 14. Nunca se debe forzar un tubo de vidrio a través de un tapón de hule. Si se debe insertar el tubo

en el tapón, asegúrese de lubricar previamente ambos con glicerina, grasa o agua de jabón.

ANEXO 7 CRISTALERIA, EQUIPO Y MATERIALES

NECESARIOS PARA LA ELABORACION DE LAS PRACTICAS (Por grupo de trabajo)

CRISTALERIA O EQUIPO TAMAÑO PRACTICA Agitador vidrio 1,3,4,6 Balanza semi-analítica 2,3,4,6 Beaker 10 mL

100 mL 250 mL 400 mL

2 1,6

1,3,4,5,8 4

Bulbo para pipeta 1 Bureta 50 mL 1,7,8 Pinzas para Bureta 1,7,8 Embudo de vidrio o plástico 1,7 Erlenmeyer 125 mL

250 mL 1,4,7 1,8

Espátula 2,4,6,8 Balón de Destilación 250 mL

500 mL 1 5

Gradilla para tubos de ensayo 1 Pipeta 10 mL 1,6,7 Cápsula de Porcelana 3

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Mechero Bunsen 2,3,4,5 Mortero con pistilo 1 Pinzas para tubo de ensayo 1,2 Pipeta 5 mL

10 mL 1 1

Pizeta 1 Probeta 10 mL

25 mL 50 mL

100 mL

2,7 8

1,3 4,8

Regla métrica 30 cm 1 Rejilla de metal 3,4,5 Soporte universal 1,3,4,5,7,8 Tapones de hule varios tamaños 2,4,5 Termómetro - 5 a 120°C 4,5 Tubo de Thiele

5

Tubería de vidrio 10 mm 1 Tubo de ensayo normal

18x150 mm para centrífuga

2,5 2 5

Tubo Capilar 5 Vidrio de reloj 65 mm 2,4,6

ANEXO 8

CODIGO DE COLORES PARA TUBERIAS EN UN LABORATORIO

De acuerdo al Instituto Centroamericano de Investigación y Tecnología Industrial, todas las tuberías que están localizadas en las industrias y laboratorios deben estar pintadas de acuerdo a un código según el liquido o gas que conduzcan. La norma ICAITI 19017 válida a partir de octubre de 1974, recomienda el siguiente código de colores:

COLOR FLUIDO Verde Agua Líquida Gris Plata Vapor Amarillo Ocre Gases, excepto aire Azul Celeste Aire Café Aceites y Líquidos Combustibles Violeta Acidos y Alcalis Negro Aguas Negras y otros Líquidos Naranja Servicios Eléctricos También existe otra codificación para alguna indicación especial del fluído que conduce la tubería, esta consiste en agregar franjas de cierto color. El código es el siguiente:

FLUIDO INDICACION

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Agua Fría (Potable o No) Verde con Franjas Azul Marino Agua Caliente Verde Solamente Agua Destilada Verde con Franjas Azul Marino Agua para Extinción de Incendios Verde con Franjas Rojas Aire Comprimido Azul Celeste Solamente Vacío Azul Celeste con Franjas Blancas Vapor para Extinción de Incendios Gris Plata con Franjas Rojas Acidos y Alcalis Peligrosos Violeta con Franjas Amarillas y Negras Aguas de Desecho de Laboratorio Verde con Franjas Violetas Agua Limpia de Retorno Verde con Franjas Azul Marino

ANEXO 9

BOTIQUIN DE PRIMEROS AUXILIOS PARA EL LABORATORIO En cada salón de laboratorio se debe implementar un botiquín de primeros auxilios. Este se debe mantener cerrado y la llave la tendrá el instructor de laboratorio, con el fin que, al ocurrir una emergencia se disponga inmediatamente de los medicamentos necesarios. Cada catedrático debe tener una copia de la llave, así como también el preparador del laboratorio. A continuación se presenta el contenido que debe incluir cada botiquín (15):

2 pares de guantes de látex. 10 apósitos (gasa y algodón) 1 Litro de solución para limpiar heridas (agua esterilizada o solución Hartmann) Un frasco de agua oxigenada pequeño Un frasco de antiséptico o solución yodada 10 gasas estériles Un rollo de esparadrapo 25 curitas estándar 2 vendas elásticas 10 paletas para entablillar 5 ganchos de ropa Un tubo de crema rehidratante para quemaduras (Picrato de Butesín) Un frasco de solución ocular antiinflamatoria no esteroide Un frasco de solución ocular esteroide con antibiótico Spray o crema trofocicatrizante Un frasco de mertiolate

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Jabón desinfectante Unas tijeras de punta redonda Pastillas de carbón activado para intoxicaciones Medicamentos que no requieren prescripción: • Aspirina • Bicarbonato de soda • Acetaminofén • Analgésico

En el botiquín se debe incluir también una guía de procedimientos de primeros auxilios.

ANEXO 10 PRACTICAS DE ALMACENAMIENTO

A continuación se presenta la manera correcta que debe ser implementada en el laboratorio para el almacenamiento adecuado de los reactivos químicos que se utilizan: (6) 1. Cada frasco o recipiente que contenga un reactivo debe tener una etiqueta pegada, en la cual se escribe la fecha en la cual fue recibido el mismo. Posteriormente se debe escribir la fecha en el que el reactivo es abierto. Adicionalmente a esto, en la etiqueta debe especificarse la fecha de caducidad del reactivo, esta puede servir de advertencia al personal para saber la antigüedad de la sustancia y el período en el que pueda ser usada. 2. Si existe alguna duda sobre el contenido de pureza de cualquier componente orgánico, se debe llevar acabo un análisis del espectro infrarrojo para comprobar la pureza o el grado de impureza de dicha sustancia. 3. Cualquier químico que pueda formar peróxidos debe ser manejado con cuidado y no debe ser abierto si: a. No se sabe con certeza su antigüedad. b. Ha formado partículas sólidas. c. Sus características físicas difieren de aquellas de la substancia pura. 4. Los componentes explosivos deben ser tratados cuidadosamente y deben tener una etiqueta de advertencia. Si se trata de cantidades grandes se les debe almacenar en un contenedor adecuado. 5. Se deben sellar perfectamente todos los recipientes.

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6. Se deben asegurar bien todas las etiquetas, ya que si la etiqueta se cae ocasionaría problemas para su manejo. 7. Se deben separar todos los reactivos vencidos o descompuestos y colóquelos en un lugar adecuado. Para seguir un determinado orden dentro del almacenamiento se recomienda implementar el código de colores de Baker. Para el efecto se debe pintar la esquina superior izquierda de la etiqueta por el color recomendado por el código. De acuerdo al color así será el lugar en donde el material debe ser almacenado en condiciones adecuadas junto con otros productos similares. A continuación se presenta una lista de los colores y el lugar apropiado para almacenar las sustancias: (6) Azul: Dañino para la salud. Debe ser almacenado en un área segura para agentes tóxicos. Amarillo: Peligroso por su reactividad. Almacénese por separado y alejado de cualquier material inflamable y combustible. Rojo: Peligroso por ser inflamable. Almacénese en un área para líquidos inflamables, lejos de cualquier fuente de calor. Blanco: Dañino al contacto. Almacénese en un área a prueba de corrosión. Anaranjado: Sustancia que se caracteriza por un número no mayor de 2 en la escala de toxicidad. Se puede almacenar en el área general de químicos. También existe un código numérico que indica el riesgo de una sustancia en una escala desde cero (no peligroso) hasta 4 (muy peligrosa) en cada una de las cuatro categorías siguientes:

NUMERO CATEGORIA DE PELIGROSIDAD 4 extremadamente peligroso 3 severamente peligroso 2 moderadamente peligroso 1 levemente peligroso 0 ninguna peligrosidad

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ANEXO 11

CURSO AUDIOVISUAL DE PRACTICAS SEGURAS PARA EL LABORATORIO UNIVERSIDAD ESTATAL DE KANSAS (15)

DESCRIPCION DEL CURSO: Este curso está diseñado para familiarizar al estudiante con las prácticas de seguridad que deberá de utilizar en el laboratorio de Química para manejar distintas sustancias. Los estudiantes aprenderán sobre los peligros de varios tipos de químicos, así como qué hacer en caso de derrame e incendio. Varios materiales peligrosos específicos, como probetas, láseres y sustancias radioactivas también serán estudiados. Los alumnos que lleven este curso deben tener entendimiento de la seguridad en el laboratorio. A los técnicos de laboratorio y maestros de ciencias, se les aconseja también tomar el curso. Este curso consiste en 15 conferencias grabadas en video, asignaciones de lectura, dos sesiones para discución y un examen. EL INSTRUCTOR : El doctor Steven J. Galitzer inició su carrera universitaria sirviendo a la Fuerza Aérea Estadounidense y completando un grado de bacchalaureus en la Universidad Estatal de Kansas (KSU). Luego, empezó a trabajar tiempo completo en dicha universidad en varias disciplinas de investigación. Durante ese tiempo, completó su maestría y doctorado en Toxicología. Actualmente es el director del Departamento de Seguridad del Campus en la KSU. TELECONFERENCIAS: El instructor impartirá dos sesiones para repaso y discusión durante el semestre. Comuníquese con la Oficina de Aprendizaje a Distancia para mayor información.

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ANEXO 12

REALIDAD VIRTUAL EN EL LABORATORIO DE INGENIERIA QUIMICA FACULTAD DE INGENIERIA, UNIVERSIDAD DE MICHIGAN (20)

METAS Y OBJETIVOS: Creemos que la realidad virtual tiene un gran potencial para mejorar e ilustrar las situaciones en Ingeniería Química. Sin embargo, previo a utilizar de lleno este potencial, debemos determinar cuáles son las fortalezas y las debilidades de la realidad virtual a nivel técnico y cómo se puede aplicar óptimamente este recurso a aspectos educativos, científicos y técnicos. Con el objeto de responder a estas interrogantes, hemos comenzado dos proyectos de realidad virtual enfocados a la enseñanza, a partir de tres metas principales: 1. Desarrollar herramientas educativas, prácticas y útiles, las cuales proveeran un beneficio

significativo a cuantos estudiantes a nivel nacional sea posible. Estas aplicaciones están siendo desarrolladas para hacer corridas en equipo accesible a los estudiantes (computadores personales Pentium) y serán distribuidas por medio de la corporación CACHE a un costo mínimo.

2. Determinar las situaciones que ofrecen el potencial más grande para beneficiarse de la realidad

virtual. Se han desarrollado muchas aplicaciones de comprobación de concepto para explorar diferentes posibilidades.

3. Desarrollar una base de conocimiento acerca de las técnicas para la aplicación efectiva de la

realidad virtual en la pedagogía y aplicaciones técnicas. Eventualmente, está planeado la utilización de estas técnicas en aplicaciones prácticas de ingeniería.

DESCRIPCION DE LOS PROYECTOS ACTUALES: Los tres proyectos más significativos del laboratorio de realidad virtual son: Vicher 1 , Vicher 2 y la primera simulación relacionada con seguridad.

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El Vicher 1 es una simulación virtual de una planta Química moderna con enfoque en el agotamiento del catalisador y los diferentes métodos de manejar este problema a escala industrial. Incluye una torre , un reactor y un regenerador catalítico. A escala microscópica se puede observar una partícula del catalisador e introducirse dentro de los poros para observar las reacciones que ocurren a nivel molecular. El Vicher 2 es otra simulación interactiva de una planta Química que se enfoca en los efectos no isotérmicos de la cinética y el diseño de reactores. Consta de un reactor de lecho empacado no isotérmico, donde se observa el cambio de la temperatura cuando se ajusta la temperatura de ingreso. Se cuenta también con un salón donde se ilustra un reactor con tanque de agitación contínua que tiene diferentes condiciones de operación en equilibrio.

UNIVERSIDAD RAFAEL LANDIVAR

FACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA QUIMICA INDUSTRIAL EVALUACION DE LA CAPACIDAD INSTALADA Y RECURSOS MATERIALES DE

LOS LABORATORIOS DE QUIMICA I Y II DE LA FACULTAD DE INGENIERIA

DE LA UNIVERSIDAD RAFAEL LANDIVAR Y ELABORACION DE UN MANUAL DE PRACTICAS

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PRESENTADO POR:

AIDA MARIA CARCAMO PINTO

CARNET # 41516 - 91

ASESOR: LIC. ROMEO A. PEREZ MORALES

GUATEMALA, JULIO DE 1997

INDICE I. RESUMEN 1 II. MARCO TEORICO 2 2.1 El laboratorio de Química General 2 2.2 Seguridad dentro de un laboratorio 4 2.3 Normas generales cencernientes a las dimensiones y servicios en los laboratorios 7 2.4 Iluminación en el laboratorio 9 2.5 Precausiones en el diseño de laboratorios 12 2.6 Código de colores para tuberías en un laboratorio 14 2.7 Prácticas de almacenamiento 14 2.8 Botiquín de primeros auxilios para el laboratorio 16 III. INTRODUCCION 17 3.1 Antecedentes 17 3.2 Contexto 18 3.3 Justificación 18 IV. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 19 4.1 Resumen del problema 19 4.2 Objetivos 4.2.1 Objetivo general 19 4.2.2 Objetivos específicos 19 4.3 Hipótesis 19 4.4 Variables 20 4.5 Definición de las variables 20 4.6 Alcances y límites 20 4.7 Aporte 21 V. METODO 21 5.1 Sujetos 21 5.2 Instrumentos 22

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5.3 Procedimiento 22 5.4 Diseño de la escala de valores 23 5.4.1 Evaluación de la capacidad instalada 23 5.4.2 Evaluación de los recursos materiales disponibles 24 VI. RESULTADOS 6.1 Proyección del número de alumnos que cursarán Química I y II 25 6.2 Problemas encontrados en los laboratorios actuales 27 a) Instalaciones 27 b) Mobiliario 28 c) Equipo y materiales del laboratorio 28 d) Prácticas de laboratorio 29 e) Seguridad 30 6.3 Evaluación cantitativa de la capacidad instalada y recursos disponibles en los laboratorios de Química I y II 30 6.4 Elaboración de los manuales de prácticas de laboratorio de Química I y II 32 VII. CONCLUSIONES VIII. RECOMENDACIONES 38 IX. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 39 ANEXOS 40

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