UNIVERSIDAD NACIONAL UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSMAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE GEOLOGIA,MINAS,METALÚRGIA,

GEOGRAFICA Y CIVIL

E.A.P. INGENIERIA METALURGICA

TEMA

OPERACIONES COMUNES EN EL TRABAJO DE LABORATORIO

PROFESOR : JORGE DIEGO CARBAJAL

CURSO : LABORATORIO DE QUIMICA

ALUMNO : CRUZADO REYES, ELAR DELÍN

FECHA REALIZADA : 29 - 03 – 2011

FECHA DE ENTREGA : 05 – 04 - 2011

CICLO : I

Ciudad Universitaria, abril del 2011.

HOJA DE REPORTE

Ta : 25º C

Pa :756 mmHg

%H : 80 % - 90 %

Profesor :Ing. Jorge Diego Carbajal

LUGAR : Laboratorio de la E.A.P METALÚRGICA

GRUPO :

-Cruzado Reyes, Elar

-

INTRODUCCIÓN :

Este informe tiene como objetivo dar a conocer cuáles son las operaciones más comunes en el laboratorio así como sus posibilidades y optimizaciones y en algunos casos, las nuevas tendencias en el modo de trabajar. Será muy importante la adquisición, por parte del alumnado, de buenos hábitos de trabajo en el laboratorio de manera que se utilicen como pauta para poder desarrollar correctamente los experimentos prácticos que se le exigirán en clases posteriores.

Las personas que trabajen en el laboratorio deben utilizar material muy diverso, diseñado cada uno para una función específica y poder alcanzar un objetivo concreto.  El progreso de la técnica en estos últimos años ha hecho que en los laboratorios existan nuevos recursos que hacen el trabajo del alumno, más fácil y rápido. No obstante, la utilización de material clásico como son las balanzas, embudos, probetas, pipetas, etc.

Así pues, el primer objetivo será el conocimiento de este material, sus nombres y la aplicación. Una vez conocido el material de laboratorio el siguiente objetivo será ver como se utiliza este material en lo que podríamos denominar operaciones básicas de laboratorio. En esta fase, el alumnado debe aprender la manera correcta de trabajar y conocer los problemas que pueden surgir en la manipulación de los diferentes aparatos, así como su mantenimiento.

PRINCIPIOS TEORICOS

UNIDADES DE MEDIDA.

DENSIDAD:

CONCEPTO. . Es la propiedad que nos permite medir la ligereza o pesadez de una sustancia recibe el nombre de densidad.

La densidad es una medida utilizada por la física y la química para determinar la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. Cuanto mayor sea la densidad de un cuerpo, más pesado nos parecerá.

La ciencia establece dos tipos de densidades. La densidad absoluta o real que mide la masa por unidad de volumen, y es la que generalmente se entiende por densidad. Se calcula con la siguiente formula: Densidad = masa / volumen.

Por otro lado, también existe la densidad relativa o gravedad específica que compara la densidad de una sustancia con la del agua; está definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4ºC. Se calcula con la siguiente fórmula: Densidad relativa = densidad de la sustancia / densidad del agua. A la hora de calcular una densidad, se da por hecho que es la densidad absoluta o real, la densidad relativa sólo se utiliza cuando se pide expresamente.

La fórmula de la densidad, masa / volumen, se puede aplicar para cualquier sustancia, no obstante ésta debe ser homogénea. Pues en sustancias heterogéneas la densidad va a ser distinta en diferentes partes. En el caso de que se presente este problema lo que se debe hacer es sacar la densidad de las distintas partes y a partir de las cifras obtenidas extraer el promedio.

La densidad de una sustancia puede variar si se cambia la presión o la temperatura. En el caso de que la presión aumente, la densidad del material también lo hace; por el contrario, en el caso de que la temperatura aumente, la densidad baja. Sin embargo para ambas variaciones, presión y temperatura, existen excepciones, por ejemplo para sólidos y líquidos el efecto de la temperatura y la presión no es importante, a diferencia de los gases que se ve fuertemente afectada.

MASA:

se refiere a la cantidad de materia que contiene el cuerpo y se mide por la fuerza necesaria para que esta adquiera una aceleración. Es la resistencia a ser movido (inercia)

VOLUMEN:

Corpulencia o bulto de algo. Magnitud física que expresa la extensión de un cuerpo en tres dimensiones: largo, ancho y alto. Su unidad en el Sistema Internacional es el metro cúbico (m3). Cuerpo material de un libro encuadernado, ya contenga la obra completa, o uno o más tomos de ella, o ya lo constituyan dos o más escritos diferentes. Intensidad del sonido. Espacio ocupado por un cuerpo.

TEMPERATURA: Magnitud física que expresa el grado o nivel de calor de los cuerpos o del ambiente

ESCALAS TERMOMETRICAS:Las escalas de temperatura más comúnmente usadas son dos: Celsius y Fahrenheit. Con fines de aplicaciones físicas o en la experimentación, es posible hacer uso de una tercera escala llamada Kelvin o absoluta. La escala Celsius es la más difundida en el mundo y se la emplea para mediciones de rutina, en superficie y en altura..La escala Fahrenheit se usa en algunos países con el mismo fin, pero para temperaturas relativamente bajas continúa siendo de valores positivos. Se aclarará este concepto cuando se expongan las diferencias entre ambas escalas.Tradicionalmente, se eligieron como temperaturas de referencia, para ambas escalas los puntos de fusión del hielo puro (como 0° C ó 32° F) y de ebullición del agua pura, a nivel del mar (como 100° C o 212° F).Como puede verse, la diferencia entre estos dos valores extremos es de 100°C y 180° F, respectivamente en las dos escalas.Por otro lado, la relación o cociente entre ambas escalas es de 100/180, esdecir 5/9. Asimismo una temperatura de 0° F es 32° F más fría que una de 0° C, esto permite comparar diferentes temperaturas entre una y otra escala. Un algoritmo sencillo hace posible pasar de un valor de temperatura, en una escala, a unos en la otra y viceversa, o sea 0°C = 5/9 °F – 32 y 0°F = 9/5 °C + 32La escala absoluta o Kelvin es llamada así por ser éste su creador. El límite teórico inferior de la misma no se puede alcanzar interpretándose los °K como el estado energético más bajo que pueden llegar a alcanzar las moléculas de la materia. En los laboratorios de bajas temperaturas se han alcanzado valores muy bajos, cercanos a -273.16° C, mediante la congelación del hielo o del hidrógeno, que son los gases de menor peso molecular (es decir los más livianos).Por lo tanto se define como: 273.16 K = 0ºC

VARIACIONES DE TEMPERATURA:La cantidad de energía solar recibida, en cualquier región del planeta, varía con la hora del día, con la estación del año y con la latitud.Estas diferencias de radiación originan las variaciones de temperatura. Por otro lado, la temperatura puede variar debido a la distribución de distintos tipos de superficies y en función de la altura. Ejercen influencia sobre la temperatura:La variación diurna, distribución latitudinal, variación estacional, tipos de superficie terrestre y la variación con la altura.

Variación diurna:Se define como el cambio en la temperatura, entre el día y la noche,producido por la rotación de la tierra.

Variación de la temperatura con la latitud:En este caso se produce una distribución natural de la temperatura sobre laesfera terrestre, debido a que el ángulo de incidencia de los rayos solares varía con la latitud geográfica.

Variación estacional:Esta característica de la temperatura se debe al hecho que la Tierra circunda al Sol, en su órbita, una vez al año, dando lugar a las cuatro estaciones: verano, otoño, invierno y primavera.Como se sabe, el eje de rotación de la Tierra está inclinado con respecto al plano de su órbita; entonces el ángulo de incidencia de los rayos solares varía, estacionalmente, en forma diferente para ambos hemisferios.Es decir, el Hemisferio Norte es más cálido que el Hemisferio Sur durante los meses de junio, julio y agosto, porque recibe más energía solar.

Recíprocamente, durante los meses de diciembre, enero y febrero, el Hemisferio Sur recibe más energía solar que el similar del Norte y, por lo tanto, se torna más cálido.

Variaciones con los tipos de superficie terrestre:La distribución de continentes y océanos produce un efecto muy importanteen la variación de temperatura. Al establecerse diferentes capacidades de absorción y emisión de radiación entre tierra y agua (capacidad calorífica), podemos decir que las variaciones de temperatura sobre las áreas de agua experimentan menores amplitudes que sobre las sólidas.Sobre los continentes, se debe resaltar el hecho de que existen diferentestipos de suelos en cuanto a sus características: desérticos, selváticos, cubiertos de nieve, etc. Tal es así que, por ejemplo, suelos muy húmedos, como

pantanos o ciénagas, actúan en forma similar a las superficies de agua, atenuando considerablemente las variaciones de temperatura.También la vegetación espesa tiende a atenuar los cambios de temperatura,debido a que contiene bastante agua, actuando como un aislante para latransferencia de calor entre la Tierra y la atmósfera.Por otro lado, las regiones desérticas o áridas permiten grandes variacionesen la temperatura. Esta influencia climática tiene a su vez su propia variación diurna y estacional.Como ejemplo ilustrativo de este hecho podemos citar que una diferenciaentre las temperaturas máximas y mínimas puede ser de 10°C, o menos, sobreagua, o suelos pantanosos o inundados, mientras que diferencias de hasta 40°C, o más, son posibles sobre suelos rocosos o desiertos de arena.En la Meseta Siberiana, al Norte de Asia, la temperatura promedio en julio esde alrededor de 10°C y el promedio en enero alrededor de -40°C; es decir, unaamplitud estacional de alrededor de 50°C.El viento es un factor muy importante en la variación de la temperatura. Porejemplo, en áreas donde los vientos proceden predominantemente de zonashúmedas u oceánicas, la amplitud de temperatura es generalmente pequeña; por otro lado, se observan cambios pronunciados cuando los vientos prevalecientes soplan de regiones áridas, desérticas o continentales.Como caso interesante, se puede citar que en muchas islas, la temperaturapermanece aproximadamente constante durante todo el año.Variaciones con la altura:A través de la primera parte de la atmósfera, llamada troposfera, la temperatura decrece normalmente con la altura.

Este decrecimiento de la temperatura con la altura recibe la denominación deGradiente Vertical de Temperatura, definido como un cociente entre la variación de la temperatura y la variación de altura , entre dos niveles.En la troposfera el G.V.T. medio es de aproximadamente 6.5° C / 1000 m.Sin embargo a menudo se registra un aumento de temperatura, con la altura, en determinadas capas de la atmósfera.A este incremento de la temperatura con la altura se la denomina inversiónde temperatura.Una inversión de temperatura se puede desarrollar a menudo en las capas dela atmósfera que están en contacto con la superficie terrestre, durante nochesdespejadas y frías, y en condiciones de calma o de vientos muy suaves.Superada esta capa de inversión térmica, la temperatura comienza a disminuirnuevamente con la altura, restableciéndose las condiciones normales en latroposfera.Puede ocurrir que se produzcan inversiones térmicas, en distintos niveles dealtura de la troposfera inferior o media. Esto se debe, fundamentalmente, al ingreso de aire caliente en algunas capas determinadas, debido a la presencia de alguna zona frontal.En términos generales, la temperatura decrece a lo largo de toda latroposfera, hasta alcanzar la región llamada estratosfera (variable con la latitud y la época del año), donde la temperatura no decrece si no que permaneceaproximadamente constante o, inclusive, aumenta con la altura.La zona de transición entre la troposfera y la estratosfera recibe el nombre detropopausa.

MEDICION DE LA TEMPERATURA DEL AIRE:

El instrumento utilizado para medir temperaturas se llama termómetro. Existen varios tipos de termómetros, cuya construcción varia según el uso a que se destinan y su modo de utilización.Todos los termómetros miden la temperatura y sus variaciones aprovechandoel efecto producido por el calor sobre un cuerpo. Generalmente se utiliza la dilatación que acompaña a un incremento de calor. La dilatación del mercurio contenido en un tubo cerrado de vidrio, constituye el fundamento del termómetro científico más común. Algunas veces se utiliza alcohol en lugar de mercurio.En meteorología, las temperaturas que mayormente se miden son lassiguientes:

Temperatura del aire o ambiente.- es la temperatura del aire registrada en elinstante de la lectura.

Punto de rocío (Temperatura de punto de rocío)..- es la temperatura a la cuál el aire alcanza la saturación, es decir se condensa. Esta temperatura es medido por medio del Psicrómetro, Instrumento consistente en un termómetro de bulbo seco y uno de bulbo húmedo, que se utiliza para medir el contenido de vapor de agua en el aire.

Temperatura Máxima.- es la mayor temperatura registrada en un día, y que sepresenta entre las 14:00 y las 16:00 horas.

Temperatura Mínima..- es la menor temperatura registrada en un día, y se

puede observar en entre las 06:00 y las 08:00 horas. Fuerza con que la Tierra atrae a un cuerpo.

MEDICIONES ANÁLITICASPROBETA: Tubo de cristal, con pie o sin él, cerrado por un extremo y destinado a contener líquidos o gases.

VASO PRECIPITADO: Es un simple contenedor de líquidos, usado muy comúnmente en el laboratorio, cilíndricos con un fondo plano

DESECADOR: Es un instrumento de laboratorio que se utiliza para mantener seca y deshidratada una sustancia por medio del vacío.

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

También posee un grifo de cierre o llave de paso en su parte lateral o en la tapa, que permite la extracción del aire para poder dejarlo al vacío. Al estar sellado al vacío la tapa siempre es difícil de volver a abrir.

MATRAZ: Recipiente de cristal donde se mezclan las soluciones químicas.

EVAPORACIÓN : Es un proceso físico por el cual el agua u otras sustancias líquidas, pasan del estado líquido al estado gaseoso. También se conoce este proceso con el nombre de vaporización.

Ejemplo, si se ceja un recipiente con agua a temperatura ambiente el agua irá desapareciendo en forma paulatina. A determinada temperatura las moléculas, de acuerdo a su energía ,ejercen presión, conocida como “tensión de vapor del liquido”, que aumenta cuanto mayor sea la temperatura.

FILTRACIÓN Y LAVADO :

CÁLCULOS EXPERIMENTALES Y TABULACIÓN DE DATOS.

EXPERIMENTO Nº 1: CÁLCULO DE DENSIDAD DE SOLIDOS

En este experimento se calculó la densidad de los siguientes materiales: fierro, acero, pesa y aluminio. Para encontrar las densidades de dichos materiales se realizó los siguientes pasos :

.primero.- se pesó el sólido (aluminio, acero, pesa y fierro )

.segundo.-se llena en una probeta con cierta cantidad de agua es decir volumen inicial, luego estando la probeta con dicha cantidad, se introduce el solido, resultando así el volumen final. Entonces la diferencia de dichos volúmenes me dará el volumen de el solido. Para

calcular la densidad solamente necesito la masa y el volumen, entonces se puede hacer el cálculo.

DENSIDAD DEL ALUMINIO

Masa de aluminio :10gr

Volumen : 609ml – 600ml =9ml

Entonces la densidad es: D =10gr/9ml =1.1gr/ml

Para calcular el porcentaje de error se tomara en cuenta la densidad del experimento, y la densidad teórico .

%error = (1.1 – 2.7)/2.7 x 100 = 228.57%

DENSIDAD DE LA PESA

Masa :295gr

Volumen :670ml – 600ml =70ml

Entonces la densidad es : D =295gr/70ml =4.21gr/ml

DENSIDAD DEL ACERO

Masa : 13.9gr

Volumen : 602ml – 600ml = 2ml

Entonces la densidad será : D =13.9gr/2ml = 6.95gr/ml

DENSIDAD DEL FIERRO

Masa :11.3gr

Volumen :705ml – 700ml =5ml

La densidad es : D =11.3gr/5ml = 2.26gr/ml

%error =(2.26 – 7.87)/7.87 x 100 =71.28%

EXPERIMENTO Nº 2: CÁLCULO DE DENSIDAD DE LIQUIDOS

En este experimento se calculó la densidad de los siguientes liquidos : metanol, acido sulfúrico y lejía. Para encontrar las densidades de dichos liquidos se realizó los siguientes pasos :

.primero.- se pesó el matraz vacio.

.segundo.-se llena en un matraz con cierta cantidad de el liquido, luego se vuelve a pesar y así se obtendrá la peso final . Entonces la diferencia entre el peso final y el peso inicial se obtendrá la masa de el liquido . Para calcular la densidad solamente necesito la masa y el volumen, entonces se puede hacer el cálculo.

DENSIDAD DE LA LEJÍA

Peso de el matraz vacio : 98.1 gr

Peso de el matraz lleno con lejía :152.6 gr

Masa : 152.6gr – 98.1gr = 54.5gr

Volumen :50ml

Entonces la densidad es : D =54.5gr/50ml = 1.09gr/ml

DENSIDAD DE EL METANOL

Masa: 166.0gr – 122.2gr = 43.8gr

Volumen: 50 ml

La densidad será : D= 43.8gr/50ml = 0.876gr/ml

DENSIDADDE EL ACIDO SULFÚRICO

Masa : 5.9gr – 5.0gr =0.9gr

Volumen : 0.5ml

La densidad es :D= 0.9gr/0.5ml = 1.8 gr/ml

EXPERIMENTO Nº 3 : MEDICION DE TEMPERATURAS

Procedimiento:

Primeramente se pone el agua a hervir hasta cierta temperatura luego se deposita en un vaso precipitado, luego se coloca el termómetro, y este indica una determinada temperatura, así por lapso de 10 minutos. Este experimento indica la variación de la temperatura con respecto al tiempo. Generalmente la temperatura varia inversamente con el tiempo.

EXPERIMENTO Nº 4 :MEDICIONES ANÁLITICAS

MATRAZ GRANDE

- Largo de cuello = 17 cm - Diámetro externo de la boca = 3.4 cm- Diámetro interno de la boca = 2.9 cm

- Longitud de curva = 14cm- Diámetro de la base = 9 cm- Altura = 30.8 cm

MATRAZ CHICO

- Largo de cuello = 15.1 cm - Diámetro externo de la boca = 2.5 cm- Diámetro interno de la boca = 2 cm - Longitud de curva = 10cm- Diámetro de la base = 6.2 cm- Altura = 24 cm

VASO PRESIPITADO

- Longitud de boca = 10 cm- Perímetro = 28.6 cm - Altura =12.7 cm

ENVASE PARA LIQUIDO

- Perímetro = 43.4 cm- Diámetro de la tapa = 6.1 cm- Perímetro de cuello = 13.6 cm

DESECADOR

- Diámetro interno de la boca = 20.0 cm- Diámetro externo de la boca = 26.5 cm - Contorno superior =68.5 cm- Contorno inferior = 45.2 cm- Asa de la tapa = 12.7 cm- Diámetro de la superficie = 18 cm- Diámetro externo de la tapa = 4.5 cm- Diámetro interno de la tapa = 2.5 cm

MATERIALES :

ACIDO SULFURICO

LEJÍA

METANOL

PESA

FIERRO

ACERO

ALUMINIO

MATRAZ GRANDE

MATRAZ CHICO

VASO PRESIPITADO

DESECADOR

PROBETA

PROBETA

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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

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